聚合物磁性纳米粒子

二、聚合物纳米微球的制备方法
模 板 法 是在纳米颗粒模版表 面进行化学键合可聚 合分子,进行聚合或交 联,再蚀去模版,这是最 常用的制备空心球的 方法,文献中有大量的 报道,一般来说模板可 以是无机微球,聚合物 微球,单体液滴,乳液滴, 表面活性剂,气泡 聚电解质沉积法,最早由 Decher及其合作者提出 了逐层法(layer-by-layer) 利用相反电荷的聚电解 质之间的静电吸附在固 体表面逐层沉积制备超 薄膜,目前固体己由平板 转化为纳米颗粒,最后经 由内核分解就可得到聚 合物空心纳米微球
二、聚合物纳米微球的制备方法
制备功能性聚合物实心纳米微球,直接用引发剂引 发聚合使微球表面吸附有功能基(如磺酸根等) 1.有功能性单体参与共聚的乳液聚合,这种方法可 以控制微球的粒径及粒径分布且功能基的接枝率 比较高,所以为常用的方法 2.以聚合物为原料制备功能性聚合物纳米微球,这 种方法除应用于天然高分子化合物的方法如乳化 一固化法、单凝聚法、复凝聚法、喷雾干燥法和 自乳化一固化法外,还有用有机反应修饰的方法修 饰纳米微球的表面,这种方法路线较长,不易控制纳 米微球的粒径及粒径分布,所以一般使用较少 制备功能性聚合物空心纳米微球 一般有四种方法:模板法、自组 装法、微乳液法和界面聚合法。 这四种方法其原理不同且所制备 的微球表面及空腔的表面性 能也各不相同
聚合物纳米微球的研究
讲解人： xxx
内容
• 一、聚合物纳米微球的简介 • 二、聚合物纳米微球的制备方法 • 三、聚合物纳米微球的应用 • 四、总结
一、聚合物纳米微球的简介
聚合物纳米微球是指 直径在纳米级,形状为球形 或者其它的几何形状的聚 合物纳米材料或者聚合物 复合纳米材料,其形貌一般 包括实心球、空心球、多 孔、哑铃型、洋葱型等,聚 合物纳米微球也包括聚合 物纳米微囊,微囊是指微球 中间有一个或者多个微腔。 功能性聚合物纳米微球是一类重 要的纳米粒子,它更着重于在分子的水 平上设计聚合物的结构和性能,控制其 尺寸大小和粒子的均一性一直是聚合 物纳米微球关注的焦点,在分子水平上 的设计使带功能基的聚合物纳米微球 在具有纳米粒子表面效应、小尺寸效 应和量子尺寸效应的同时带有功能基 (如轻基、竣基、氨基、磺酸根等基 团),所以其具有特定功能,如催化性质、 光学性质、吸附性质及磁场、温度和 pH响应性等
一、聚合物纳米微球的简介
聚合物纳米微球的基本性质 高比表面积 微粒比表面积与粒径的关系由 该公式表示:Sw=K/(ρD),Sw为比表 面积(m2/g);K为形状因子,对于聚 合物纳米微球来说,K=6;ρ为颗粒 理论密度,D为颗粒平均粒径。因 此,随着D值的变小颗粒的比表面 积会显著增大。比表面积的增 大使聚合物纳米微球的表面能 和表面活性增大,需要物理或者 化学吸附的方式来降低其表面 能,这样聚合物纳米微球的表面 就容易和其他原子进行反应。 量子尺寸效应 聚合物纳米微球尺寸如果下 降或接近到激子波尔半径时, 会产生费米能级附近的电子 能及由准连续变为离散能级 的现象,即受到量子尺寸效 应的影响。对于纳米微球来 说受量子尺寸效应影响最显 著的性质是光学性能 小尺寸效应 聚合物纳米微球尺寸如果降 到与许多物理特征长度(如 德布罗意波波长、光波波长 等)相当或者更小时,周期性 边界条件会发生破坏,即会 发生小尺寸效应,对聚合物 纳米微球来说,受此效应其 光学性能和化学活性会发生 显著改变
Ma与Fukutomi等使用氯甲基苯乙烯和 用碘甲烷部分季铵化的聚4—乙烯基毗 睫反应,得到带双键的反应性乳化剂, 用于4—乙烯基吡啶的乳液聚合可得到 稳定的聚4一乙烯基吡啶纳米微球,解 决了4—乙烯基吡啶极性较强难以制备 纳米微球的问题
磷脂乳化剂
二、聚合物纳米微球的制备方法
无皂乳液聚合
无皂乳液聚合是在乳液聚合的基础上发展起来的聚合方法,其特点是在聚合过程 中使用少量亲水性单体代替乳化剂,在聚合开始阶段亲水性单体与疏水性单体共聚得 到两性低聚物自由基,两性低聚物自山基的链长超过临界链长之后,就会从水相中沉 淀并且成核,然后核间相互聚集成为稳定的成长微球,该微球持续吸取单体进行聚合, 聚合期间成长微球的稳定性是靠微球表面亲水性单体和引发剂的亲水性基团来持的。
二、聚合物纳米微球的制备方法
• 界面聚合法是指分别溶解在互不相溶的两种溶剂中的单体和/或催 化剂向界面扩散、在界面上接触并进行反应形成聚合产物的方法。 利用界面聚合反应制备聚合物空心纳米微球具有反应速度快、反 应条件温和、产率高和对反应单体纯度要求不高等优点
四、聚合物纳米微球的应用
单分散性的功能性聚合物实心微球在医学工程领域的应用日益广泛,特别 是应用在临床检验、药物释放、基因载体方面,在这些应用中功能性聚合物实 心微球的粒径控制尤为重要。单分散的功能性聚合物实心微球由于本身优良的 特性,在当代生物环保的应用中扮演了重要的角色,利用微球表面得功能性基团 固定生物活性物质,则可实现生物酶、催化剂等的固化包埋,也可以提纯生物活 性物质,富集、分析、分离天然水体中的某种或者某类污染物,所以功能性聚合 物实心微球在食品、化工和环境监测等领域的应用越来越受到重视。单分散的 实心微球还可用做光电摄影调色剂、电池膜、光学显微镜及Coulter粒径测定仪 等仪器的标准粒子,还可利用功能性聚合物实心微球的量子尺寸效应和其上的 功能基的介电局域效应,用作光学上应用较多纳米胶晶和光子晶体,从而使光电 器件的光电信息传输、储存处理能力大大提升。高强度、耐热性高且尺寸均一 得聚合物实心微球还可作为液晶片之间得间隙保持剂,从而大大提高液晶显示 器得清晰度。最后,功能性聚合物实心纳米微球也用作化妆品得润滑添加剂,增 加附着性和吸汗性
二、聚合物纳米微球的制备方法
有功能性单体参与共聚的乳液聚合
1.乳液聚合中采用反应性乳化剂(surfmer); 2.有亲水性单体作为助表面活性剂的无皂乳液聚合; 3.利用种子乳液聚合的方法制备核壳型的功能性聚合物纳米微球。这些功能性单体为纳米微球可以引入例如 Watanabe等研究了可参与聚合 的磷脂乳化剂,制备的微球被应 用在酶固定方面
其制备的纳米微球单分散性好,表面一般带有亲 水性功能基团-CONH2、-COOH、-OH、-NaO2 等官能团
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提高乳液稳定性和固含 量是研究的重点。
二、聚合物纳米微球的制备方法
• 种子乳液聚合的方法是先采用少量单体进行乳液聚合得到种子胶 乳,然后将少量胶乳加入正式乳液聚合的配方,此配方中的功能性 单体进入种子胶乳进行溶胀吸收自由基进行聚合,最终得到带有功 能基的核壳型聚合物纳米微球