论文摘要
磁性聚合物微球不仅具有聚合物微球在合成、制备方面的可调控性、形貌多样性,同时具有磁性微球在磁场下的快速磁响应性,因而在生物医学领域显示出强大的应用潜力。从文献调研来看,目前,磁性聚合物微球的复合结构可分为核-壳型、反核壳型、夹心型、弥散型和中空型等五种。其制备方法按照磁性/聚合物两种组分生成顺序的不同可分为三类,即①磁粒子和聚合物组合法、②磁性纳米粒子原位生成法、③单体聚合法。然而,根据生物分离、分子生物学、医学等应用研究的需要发现:微米磁球所包含的磁性组分可占有较大的体积分数,磁响应强,但是其表面积小,对生物分子的吸附效率低;反之,纳米磁球的比表面积大,但磁响应低。因而,制备亚微米级、强磁性、单分散性、表面功能化的磁性复合微球一直以来都是科研工作者追求的目标。本文从细乳液聚合方法入手,以制备亚微米级、强磁性、单分散性、表面功能化的磁性聚苯乙烯微球为目标,全文从以下几个方面进行了探索和研究:1.首先用共沉淀法制备油酸修饰的磁性Fe3O4纳米粒子,平均粒径12nm,XRD分析证明得到的四氧化铁为面心立方结构。将这样的磁性Fe3O4纳米粒子分散在辛烷中配成磁流体,得到磁流体的磁浓度最高达到90wt%。然后用一步细乳液聚合方法制备出粒径约100 nm、Fe3O4含量高达50 wt%的磁性Fe3O4/PS复合微球。磁性Fe3O4/PS复合微球的粒径随表面活性剂的用量和超声功率的变化而可调可控。2.在一步细乳液的聚合体系中,通过苯乙烯和丙烯酸共聚的方法制备得到平均粒径为41-163nm,表面羧基化密度为0.058-0.25mmol/g,Fe3O4含量达到78wt%、饱和磁化强度高达44.7emu/g且单分散性较好的磁性Fe3O4/P（St-AA）共聚复合微球。Fe3O4/P（St-AA）复合微球的表面Zeta电位在pH=2-10的范围内为负,具有很好的稳定性。当丙烯酸用量超过苯乙烯的10wt%后,Fe3O4/P（St-AA）复合微球表面羧基密度达到饱和,平均粒径随丙烯酸用量和表面活性剂用量的增加而减小,微球中Fe3O4含量随磁流体用量（磁流体浓度一定）的增加而提高。3.以细乳液的稳定机制和传统乳液聚合的成核机理为理论基础,首次将两种方法的优势结合起来,创新性地提出杂化乳液聚合方法,从而有效地制备出粒径在50200 nm之间,单分散性好、Fe3O4含量高达80 wt%以上的磁性Fe3O4/PS复合微球,并详细地研究了聚合过程中各种因素对产物各项性能的影响情况。研究表明引发剂的种类对复合微球的形貌有很大的影响,油溶性引发剂导致复合微球内部的磁/PS两相组分发生相分离,水溶性引发剂则可得到磁粒子在内部均匀分散的磁性聚苯乙烯复合微球;磁细乳液的体积用量与复合微球的Fe3O4含量成正比;磁细乳液中表面活性剂的用量与复合微球的粒径成反比;单体细乳液中超疏水剂的存在抑制单体的快速扩散,可以增加引发阶段的时间、减缓聚合速率,保证复合产物的单分散性特征。4.通过调控高沸点超疏水剂（十六烷）的用量和引发剂的种类来引导和控制细乳液聚合过程中各组分的相分离,首次采用两步细乳液的方法制备出红细胞型、环型和月牙型磁性Fe3O4/PS复合微球。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 磁性聚合物微球的应用1.2 磁性聚合物的结构分类1.3 磁性聚合物微球的制备方法1.3.1 磁粒子和聚合物组合法1.3.2 单体聚合法1.3.3 磁性粒子原位生成法1.3.4 强磁性聚合物复合微球制备的新进展1.4 乳液聚合与细乳液体系的组合模型提出1.4.1 乳液聚合的机理1.4.2 细乳液体系的分散稳定机制1.4.3 细乳液体系液滴有效净压差引导分子扩散的现象1.4.4 杂化乳液体系乳液聚合模型的提出1.5 研究展望1.6 本论文的研究目的、研究内容及创新性参考文献3O4/PS 复合微球'>第二章 细乳液法制备磁性FE3O4/PS 复合微球2.1 引言2.2 实验部分2.2.1 试剂与仪器3O4油基磁流体'>2.2.2 共沉淀法制备超顺磁性Fe3O4油基磁流体3O4/PS 复合微球'>2.2.3 一步细乳液法制备磁性Fe3O4/PS 复合微球2.2.4 细乳液体系的超声条件和稳定性研究2.2.5 样品的表征与测试2.3 结果与讨论3O4纳米粒子的分析与表征'>2.3.1 油酸修饰的磁性Fe3O4纳米粒子的分析与表征2.3.2 聚合前细乳液液滴稳定性以及超声功率的讨论和分析3O4/PS 复合微球的分析与表征'>2.3.3 一步法细乳液聚合制备磁性Fe3O4/PS 复合微球的分析与表征2.4 本章小结参考文献3O4/P（ST-AA）复合微球的制备'>第三章 表面羧基化磁性Fe3O4/P（ST-AA）复合微球的制备3.1 引言3.2 实验部分3.2.1 试剂与仪器3O4油基磁流体'>3.2.2 共沉淀法制备OA 和UA 共同修饰的超顺磁性Fe3O4油基磁流体3O4/P（St/AA）磁性复合微球'>3.2.3 一步细乳液法制备Fe3O4/P（St/AA）磁性复合微球3.2.4 样品的表征与测试3.3 结果与讨论3O4/P（St-AA）复合微球的IR 表征'>3.3.1 磁性Fe3O4/P（St-AA）复合微球的IR 表征3O4/P（St-AA）复合微球的表面羧基密度'>3.3.2 电导滴定法测量磁性Fe3O4/P（St-AA）复合微球的表面羧基密度3O4/P（St-AA）复合微球的Zeta 电位表征'>3.3.3 磁性Fe3O4/P（St-AA）复合微球的Zeta 电位表征3O4/P（St-AA）复合微球的影响'>3.3.4 丙烯酸的用量对磁性Fe3O4/P（St-AA）复合微球的影响3O4/P（St-AA）磁性复合微球的影响'>3.3.5 丙烯酸的加入方式对Fe3O4/P（St-AA）磁性复合微球的影响3O4/P（St-AA）复合微球的影响'>3.3.6 磁流体用量对磁性Fe3O4/P（St-AA）复合微球的影响3O4/P（St-AA）复合微球粒径大小和单分散性的影响'>3.3.7 乳化剂用量对磁性Fe3O4/P（St-AA）复合微球粒径大小和单分散性的影响3O4/P（St-AA）复合微球的磁性能表征'>3.3.8 磁性Fe3O4/P（St-AA）复合微球的磁性能表征3.4 本章小结参考文献3O4/PS 复合微球'>第四章 杂化乳液聚合制备单分散Fe3O4/PS 复合微球4.1 引言4.2 实验部分4.2.1 试剂与仪器3O4纳米粒子'>4.2.2 共沉淀法制备油酸和十一烯酸共同修饰的油基磁性Fe3O4纳米粒子4.2.3 强超声法制备含小尺寸（50-500 nm）磁性液滴的细乳液4μm）St 液滴的乳液'>4.2.4 SPG 模乳化法制备含大尺寸（>4μm）St 液滴的乳液3O4/PS 复合微球'>4.2.5 杂化乳液聚合制备单分散Fe3O4/PS 复合微球4.2.6 样品的表征与测试4.3 结果与讨论3O4粒子的分析和表征'>4.3.1 油酸和十一烯酸共同修饰磁性Fe3O4粒子的分析和表征4.3.2 杂化乳液聚合法的聚合机理3O4/PS 复合微球的TEM 表征'>4.3.3 AIBN 引发杂化乳液聚合制备磁性Fe3O4/PS 复合微球的TEM 表征3O4/PS 复合微球的TEM 表征'>4.3.4 KPS 引发杂化乳液聚合制备Fe3O4/PS 复合微球的TEM 表征3O4/PS 复合微球的IR 表征'>4.3.5 磁性Fe3O4/PS 复合微球的IR 表征3O4/PS 复合微球磁含量的调控'>4.3.6 磁性Fe3O4/PS 复合微球磁含量的调控3O4/PS 复合微球单分散性的影响'>4.3.7 超疏水剂（HD）对磁性Fe3O4/PS 复合微球单分散性的影响3O4/PS 复合微球粒径的影响'>4.3.8 磁细乳液中表面活性剂的用量对磁性Fe3O4/PS 复合微球粒径的影响4.3.9 磁流体的磁浓度对复合微球形貌的影响3O4/PS 复合微球磁性能的表征'>4.3.10 磁性Fe3O4/PS 复合微球磁性能的表征4.4 本章小结参考文献3O4/PS 复合微球的形貌调控'>第五章 磁性Fe3O4/PS 复合微球的形貌调控5.1 引言5.2 实验部分5.2.1 试剂与仪器3O4/PS 复合微球'>5.2.2 二步细乳液法制备磁性Fe3O4/PS 复合微球3O4/PS 复合微球的制备'>5.2.3 红细胞型磁性Fe3O4/PS 复合微球的制备3O4/PS 复合微球的制备'>5.2.4 环状磁性Fe3O4/PS 复合微球的制备3O4/PS 复合微球的制备'>5.2.5 月牙型磁性Fe3O4/PS 复合微球的制备5.2.6 样品的表征与测试5.3 结果与讨论3O4/PS 的分析和表征'>5.3.1 红细胞结构磁性Fe3O4/PS 的分析和表征3O4/PS 的分析和表征'>5.3.2 纳米环状结构磁性Fe3O4/PS 的分析和表征3O4/PS 的制备和表征'>5.3.3 月牙型磁性Fe3O4/PS 的制备和表征5.4 本章小结参考文献第六章 全文总结攻读博士期间发表的论文及专利致谢
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