電子束輻照製備具有核殼結構的磁性複合微球的方法

2023-05-21 21:24:01 2

專利名稱：電子束輻照製備具有核殼結構的磁性複合微球的方法
技術領域：
本發明涉及一種採用電子束輻照製備具有核殼結構的磁性複合微球的方法，主要是採用電子束引發單體聚合的方法來製備磁性複合材料，屬磁性複合材料製造工藝技術領域。
背景技術：
磁性複合微球是最近發展起來的一種新型功能材料，是通過適當的方法將高分子材料與磁性無化材料結合起來形成具有一定結構及特性的磁性複合微球。因磁性複合微球兼有普通高分子微球的眾多特徵和磁相應性，不但能通過共聚及其表面改性等方法賦予其表面功能基，還能在外界磁場下方便地分離；因而在生化產品分離純化、固定化酶、有機合成催化、靶向藥物載體等領域有廣泛的應用前景。
磁性複合微球的製備方法主要有包埋法、單體聚合法、原位化學轉化法、生物合成法等。單體聚合法是目前應用最多的製備磁性複合微球的方法，但目前都是用引發劑引發單體的聚合，必然會造成引發劑殘留，這就限制了產品的應用範圍；而且其所需反應周期較長。

發明內容
本發明的目的是提供一種採用電子束輻照製備具有核殼結構的磁性複合微球的方法，主要是採用電子束輻引發單體聚合的方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步驟a.首先用共沉澱法以氯化鐵和硫酸亞鐵為原料，在氮氣氣氛下加入濃氨水，攪拌升溫至80℃，使之反應；反應結束後用永久磁鐵分離出黑色固體產物Fe3O4納米粒子，其粒徑為5～12nm；將該納米Fe3O4溶於三蒸水，再用鹽酸調節pH值至4，待用；b.以上述Fe3O4磁性納米粒子為內核，以聚丙烯醯胺為外殼製成核殼結構的磁性複合微球採用一定量的丙烯醯胺單體、納米Fe3O4和交聯劑N，N-亞甲基雙丙烯醯胺為反應物質，三者的重量濃度比為1000∶1∶11；調節反應溶液的pH值至6；將混合溶液放置於聚乙烯袋中，並向袋中充入高純氮氣，密封后置於電子加速器產生的電子束下進行輻照，電子束流強度為0.5mA，總輻射劑量為20KGy；
c.經輻照後的產物置於1mol/L鹽酸浸泡24小時，除去未包覆的Fe3O4；在磁場作用下用三蒸水和無水乙醇反覆洗滌，分離出未參與包覆反應的丙烯醯胺單體及其均聚物；d.將上述產物在40℃進行真空乾燥，再經研磨，最終得到核殼結構的磁性複合微球。
本發明方法採用輻射聚合法，利用加速器電子束上在單體上產生自由基活性點，從而在磁性粒子表面聚合。
本發明方法的特點及優點如下(1)本發明方法採用電子束取代化學引發劑實現單體聚合，不會造成引發劑殘留，可制出純淨的磁性複合微球；另外，由於電子束的能量很高，反應可在常溫下迅速完成。
(2)製得的磁性核殼微球，其外殼包覆層緊密，化學穩定性高，抗氧化能力強。
(3)製得的磁性核殼微球，其磁場強度較大，有很強的磁場響應能力。
(4)製得的磁性核殼微球在水中分散性好，而且其表面的聚丙烯醯胺容易進一步功能化，修飾後可以連接各種生物活性物質和藥物分子，適應於各種生物材料和醫藥製品的分離和純化，並可作為生物分子和藥物分子磁控定向輸送的載體。
具體實施例方式
現將本發明的實施例具體敘述於後。
實施例1本實施例的工藝過程和步驟如下所述(1)稱取2.144g的FeCl3·6H2O和1.112g的FeSO4·7H2O溶於水中，用超聲攪拌使溶解充分，配成100mol溶液，然後在攪拌和通入純氮氣狀態下向溶液中快速加入重量百分濃度為28％的濃氨水，反應在55℃溫度下進行15分鐘後，升溫至80℃，在劇烈攪拌下在80℃保持恆溫反應1小時；反應結束後用永久磁鐵分離黑色固體產物Fe3O4納米粒子，其粒徑為5～12nm，將該納米Fe3O4溶於三蒸水，再用鹽酸調節pH值至4，溶液固含量為10g/L，待用。
(2)稱取2.757g單體丙烯醯胺和0.003g的交聯劑N，N-亞甲基雙丙烯醯胺，再量取上述的Fe3O4納米粒子溶液3ml，將上述三種物質混合溶解在200ml去離子水中，用攪拌機在400rpm轉速下攪拌10分鐘，然後將混合溶液放置於聚乙稀袋中，並向袋中充入高純氮氣，10分鐘後，將其密封，隨後放置於電子加速器產生的電子束下進行輻照，電子束流強度為0.5mA，總輻射劑量為20KGy；(3)經輻照後的產物置於1mol/L鹽酸中浸泡24小時，除去未包覆的Fe3O4，然後用三蒸水洗滌3次，再用無水乙醇洗滌2次，以去除未參與包覆反應的丙烯醯胺單體及其均聚物；(4)用強磁場分離出Fe3O4/聚丙烯醛胺磁性核殼微球；將其在40℃下進行真空乾燥，再經研磨成粉，最終得到核殼結構的磁性複合微球。微球直經在0.2～1.0μm之間。
權利要求
1.一種採用電子束輻照製備具有核殼結構的磁性複合微球的方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步驟a.首先用共沉澱法以氯化鐵和硫酸亞鐵為原料，在氮氣氣氛下加入濃氨水，攪拌升溫至80℃，使之反應；反應結束後用永久磁鐵分離出黑色固體產物Fe3O4納米粒子，其粒徑為5～12nm；將該納米Fe3O4溶於三蒸水，再用鹽酸調節pH值至4，待用；b.以上述Fe3O4磁性納米粒子為內核，以聚丙烯醯胺為外殼製成核殼結構的磁性複合微球採用一定量的丙烯醯胺單體、納米Fe3O4和交聯劑N，N-亞甲基雙丙烯醯胺為反應物質，三者的重量濃度比為1000∶1∶11；調節反應溶液的pH值至6；將混合溶液放置於聚乙烯袋中，並向袋中充入高純氮氣，密封后置於電子加速器產生的電子束下進行輻照，電子束流強度為0.5mA，總輻射劑量為20KGy；c.經輻照後的產物置於1mol/L鹽酸浸泡24小時，除去未包覆的Fe3O4；在磁場作用下用三蒸水和無水乙醇反覆洗滌，分離出未參與包覆反應的丙烯醯胺單體及其均聚物；d.將上述產物在40℃進行真空乾燥，再經研磨，最終得到核殼結構的磁性複合微球。
全文摘要
本發明涉及一種採用電子束輻照製備具有核殼結構的磁性複合微球的方法，主要是採用電子束引發單體聚合的方法來製備磁性複合材料，屬磁性複合材料製造工藝技術領域。本明方法的工藝步驟如下首先用共沉澱法以氯化鐵和硫酸亞鐵為原料製得磁性Fe
文檔編號C08K3/00GK101071669SQ20071003878
公開日2007年11月14日 申請日期2007年3月29日 優先權日2007年3月29日
發明者俎建華, 劉新文, 包伯榮, 童龍, 曹淑玲, 孫貴生 申請人:上海大學