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近几年来,包埋功能性物质的高分子微球已经在污水处理、化合物包埋等方面展现了广阔的应用前景。但是传统的制备工艺大多是在微球的成球过程同时完成对小分子的包埋,这不可避免地存在很多缺点:首先两个过程互相重叠各个因素相互制约,从而使微球内孔径以及包埋率等可控性差。其次由于聚合物微球的成球过程一般比较剧烈,在很大程度上限制了很多热敏性物质以及蛋白、细胞包埋,普适性不是很好。
为此,本论文提出一种新的制备工艺:首先制备出粒径均一、孔径可控的单孔微球,然后对微球进行颗粒的自由罐装,最后进行封口处理获得功能化高分子微球。本论文在微球制备方面采用微孔膜乳化-悬浮聚合法,通过考察各个影响因素,制备出粒径均一、孔径可控的单孔微球。然后论文对微球封口处理进行了研究,找到一种针对于聚苯乙烯体系的单孔微球封口方案。最后论文就单孔微球在包埋功能性材料的应用方面进行了初步研究。论文分为以下几个部分:
第一部分为微球的制备。将配好的含有引发剂、制孔剂的油相装入特氟龙管,采用氮气加压,使管内的油溶液透过多孔膜压入到含有稳定剂的外水相中,成为O/W型溶液,然后聚合获得微球。首先通过控制油相中制孔剂的含量制备出不同内孔径的单孔微球,建立内孔径控制方案。其次通过控制亲水单体含量、阻聚剂等含量制备出不同表面孔径的单孔微球,建立表面孔径控制方案。
第二部分为微球的封口,论文采用溶剂溶胀方法来封口,封口原理是先使微球吸收溶剂从而溶胀,然后高分子分子链在溶剂的挥发氛围下向球表面移动,最终使表面孔完全融合。尝试了用不同溶剂进行封口,并对不同含量的溶剂的封口效果进行了研究,通过比较选定甲苯为聚苯乙烯体系的最佳封口溶剂,最佳甲苯溶胀封口体积为甲苯/微球悬浮溶液=2%(V/V)。
第三部分为单孔微球的应用,提出一种崭新的制备功能化高分子微球的方法,采用所制备出的单孔微球,进行功能化物质的自由灌装包埋,最后进行封口处理获得功能化高分子微球。本论文选择四氧化三铁纳米颗粒、异硫氰酸荧光素作为所要包埋的功能性物质,制备出了包埋率高,泄露量低的高分子微球。