聚苯乙烯—二乙烯苯微球的制备及应用

发布时间：2020-08-17 13:51

【摘要】：微米级多孔聚合物微球是一种新型的功能材料,具有球形度好、比表面积大、骨架密度低、吸附性强、机械强度高等优点,在生物医学、化学、环境保护、催化剂以及电子等领域获得了广范的应用。其中多孔聚苯乙烯-二乙烯苯(PS-DVB)微球除了具有高分子微球的一般特点外,还有物理、化学和热稳定性好、生产成本低、易于进行功能化等优点,是目前应用最多的多孔聚合物微球。本文采用分散聚合法制备了单分散聚苯乙烯(PS)微球,并对其制备条件进行了优化;以PS微球为种球,采用种子溶胀法,经过种球活化及两步溶胀后加热引发聚合,提取致孔剂得到单分散多孔PS-DVB微球,在此基础上优化了微球的制备条件,并在最优条件下进行了放大实验。扫描电镜(SEM)和BET测试结果表明,PS-DVB微球具有微孔结构,同时具有大量的中孔和大孔结构,匀浆法填装色谱柱后实现了对溶菌酶、细胞色素C和牛血清蛋白的良好分离。其次,对PS-DVB微球用3-氨基苯硼酸(3-APBA)进行修饰后引入硼酸基团,得到含硼酸的亲和材料(PS-DVB-APBA)。以肌苷为被分析物,测试了PS-DVB-APBA对顺式二羟基化合物的吸附性能,考察了材料的制备pH、吸附缓冲溶液pH、肌苷浓度、吸附时间、吸附温度等因素对该材料吸附性能的影响。结果表明,pH 11的条件下制备的硼亲和微球,在最优条件下对肌苷的吸附量达到36.06 mg/g。另外,该材料对腺苷和罗汉果糖苷V也有良好的吸附性能,有望在检测生物样品中核苷以及罗汉果糖苷V的分离纯化中发挥积极作用。最后,分别用3-APBA,聚乙烯亚胺(PEI)、乙二胺四乙酸(EDTA)和二乙烯三胺五乙酸(DTPA)对PS-DVB微球进行修饰,固载氯铂酸后制备了一系列硅氢加成反应多相催化剂。红外、原子吸收和X光电子能谱表征结果均表明铂成功固载于载体上。以1-辛烯与甲基二氯硅烷(DCMS)的硅氢加成反应为模板反应,系统研究了催化剂用量、反应时间、投料顺序、物料摩尔比及反应温度对催化剂活性的影响,并考查了催化剂的重复利用性能。四种催化剂均能有效催化1-庚烯、苯乙烯、1-十二烯、1-十四烯和1-十六烯与DCMS的硅氢加成反应。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08
【图文】：

聚苯乙烯—二乙烯苯微球的制备及应用

悬浮聚合法的制备过程

溶胀法,种球

第 1 章文献综述成乳液，与种球混合溶胀后升温反应[7]。多步溶胀法是对种球进行反复聚合后，最终得到聚合物微球[8]。两步溶胀法（图 1-2）由 J.Ugelstad[9] 70 年代发明，种球先吸收不溶于水的低分子化合物提高溶胀度，再吸引发剂和致孔剂被溶胀后升温聚合。Tuncel[10]首先用分散聚合法制备了径在 1.9-7.5 μm 范围内的单分散 PS 种球，然后采用两步溶胀法获得了-21 μm 范围内的单分散性多孔 PS-DVB 微球，系统地探究了种球分子量浓度、活化剂和单体用量等要素对微球粒径及孔结构等的影响。199bo[11]教授提出了动力学溶胀法，种球、单体、引发剂、致孔剂和某种水共同形成一个分散体系，向该体系中缓缓加入水，使得溶剂介质对单头力下降，从而会有更多的单体被种球吸收，然后再升温聚合。Okubo .9 μm 的聚苯乙烯种球，通过动态溶胀法吸附 DVB，反应后制备了粒径为的单分散性聚苯乙烯/二乙烯苯（PS/PDVB）复合微球。

过程图,光刻法,分子印迹,原理

图 1-6 光刻法的硼亲和分子印迹的原理和过程[60]Fig. 1-6 The principle (A) and procedure (B) of photolithographic boronateaffinity molecular imprinting[60]Yang 等[59]制备了柚皮苷的分子印迹聚合物，首先模板分子柚皮苷与 4-乙苯硼酸反应得到共价复合物，产物与乙二醇二甲基丙烯胺共聚后，酸性条件除模板分子即得到了柚皮苷分子的印迹聚合物，该聚合物能从橘红提取物中性识别富集柚皮苷。但是这种制备方法只适合于模板为小分子的化合物，对质等生物大分子存在模板去除困难和易变性等不利因素，由此获得的蛋白质聚合物没办法达到预期效果。基于此 Li 等[60]提出了光刻法制备糖蛋白的分迹聚合物。4-乙烯基苯硼酸与糖蛋白模板分子通过硼亲和作用，结合形成了物，再与交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯（PGEDA）、光引发剂混合形成均一液，经过十几秒的光引发聚合即得到糖蛋白印迹的分子印迹聚合物，该方法采用快速的光聚合避免了蛋白质发生构象变化。此外将预聚液涂覆在固相载面，光引发聚合后制备得到薄层印迹聚合物，用酸性溶液可以很容易地去除

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