磁性高分子复合微球的制备和应用

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磁性高分子复合微球是近年来纳米复合材料研究领域中的热点。本文采用一种新的相反转的方法来制备具有不同官能团的磁性高分子复合微球,重点研究了Fe3O4/P(St-BA/AA)磁性复合微球、Fe3O4/P(St-BA)磁性复合微球和Fe3O4/P(St-HEA)磁性复合微球的制备工艺、影响因素。TEM、XRD、TGA、SEM和激光粒度仪对复合微球的结构和性能进行表征。采用化学共沉淀法制备了Fe3O4纳米粒子,分别采用油酸和KH-570对Fe3O4纳米粒子进行了表面修饰。探究了不同干燥程度下的油酸修饰的Fe3O4纳米粒子在混合单体中透光率随时间的变化。结果表明,当油酸修饰的Fe3O4纳米粒子与无水乙醇的质量比为1:4.455时,油酸修饰的Fe3O4纳米粒子在混合单体中的分散效果最好。探究了加入不同量的KH-570所修饰的Fe3O4纳米粒子在混合单体中透光率随时间的变化。结果表明,当KH-570的浓度为7g/L时,KH-570修饰的Fe3O4纳米粒子在混合单体中的分散效果最好。XRD测试结果显示Fe3O4纳米粒子为典型的反尖晶石结构,油酸和KH-570修饰的Fe3O4纳米粒子的衍射峰强度有所减弱。FT-IR分析显示KH-570修饰的Fe3O4纳米粒子的谱图上出现了KH-570的特征峰。通过计算不同单体比得到的高分子的Tg值确定所制备微球所用的单体质量比。实验以苯乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯单体的质量比为9:2:1制备Fe3O4/P(St-BA/AA)磁性复合微球,采用苯乙烯和丙烯酸丁酯单体的质量比为10:2制备Fe3O4/P(St-BA)磁性复合微球,采用苯乙烯和丙烯酸羟乙酯单体的质量比为9:3制备Fe3O4/P(St-HEA)磁性复合微球。探究了磁性高分子复合微球在相反转过程中电导率的变化规律,结果表明,微球在相反转过程中电导率急剧上升,之后电导率缓慢降低,直到反应结束,说明体系的相反转进行完全。实验制备的磁性高分子复合微球具有良好的磁响应性。XRD、TEM、SEM和TGA结果表明Fe3O4纳米粒子被包覆在磁性高分子复合微球中。研究了磁性高分子复合微球对BSA的吸附性能,并比较了具有不同功能基团的磁性高分子复合微球与纯聚苯乙烯磁性复合微球对BSA的吸附率。结果表明,由于不同功能基团的加入,磁性高分子复合微球对BSA的吸附率比纯聚苯乙烯磁性复合微球的对BSA的吸附率更高。
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