专利名称：聚苯乙烯/Fe的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合磁性微球的制备方法，特别是聚苯乙烯/Fe3O4复合磁性微球的制备方法。
背景技术：
以高分子材料为核、无机磁性物质为壳的有机/无机复合磁性微球兼具核材料和壳材料的优良性能，它们在微波吸收材料、光子晶体、磁性材料、细胞生物学、分子生物学和医学等诸多领域显示出广阔的应用前景。
文献“赵雯，张秋禹，王结良等.聚苯乙烯磁性微球化学镀法制备研究.材料保护，2004，37(12)27～28”公开了一种化学镀法制备聚苯乙烯磁性微球的方法，先将高分子聚苯乙烯微球实施适当的前处理，在微球表面形成催化活性中心，作为化学镀反应的催化剂，以便磁性金属在微球表面沉积，形成壳核结构的聚苯乙烯磁性复合微球。
文献“高俊丽，王为，王慧.化学沉积法制备高分子复合导电微球.电镀与精饰，1998，20(4)1～3”公开了一种采用化学镀法在聚苯乙烯微球表面沉积铜或镍，得到高分子复合导电微球。
但是采用化学镀法制备有机/无机复合磁性微球的局限性在于只有金属才可以通过化学镀的方法沉积在高分子微球表面，而且化学镀的废液还会造成环境污染。
发明内容
为了克服现有技术化学镀法只能将金属沉积在高分子微球表面以及化学镀的废液对环境造成污染的不足，本发明提供一种聚苯乙烯/Fe3O4复合磁性微球的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种聚苯乙烯/Fe3O4复合磁性微球的制备方法，包括下述步骤1)将聚苯乙烯微球与浓硫酸以1∶10～1∶15的质量比混合均匀，磁力搅拌并冷凝回流，反应温度40～60℃，反应时间8～12h，反应完后离心分离出固体物质，分别用浓度为2％的NaOH稀溶液、蒸馏水洗涤，得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球；2)将步骤1)得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球分散在浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，聚苯乙烯微球与聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的质量比为1∶8～1∶12，静置吸附20～40min后离心水洗；3)将经步骤2)处理过的微球分散在浓度为0.5mg/(ml 0.5M NaCl)的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中，聚苯乙烯微球与聚苯乙烯磺酸钠水溶液的质量比为1∶8～1∶12，静置吸附20～40min后离心水洗；
4)将经步骤3)处理过的微球分散在浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，聚苯乙烯微球与聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的质量比为1∶8～1∶12，静置吸附20～40min后离心水洗；5)将经步骤3)处理过的微球分散在磁流体稀液中，聚苯乙烯微球与浓度为3％的磁流体稀液的质量比为1∶5～1∶6，静置吸附20～40min后离心水洗；6)重复步骤4)和步骤5)，直到得到设计的聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4的层数复合磁性微球。
本发明的有益效果是由于采用了浓硫酸对聚苯乙烯微球进行表面磺化改性，使其表面带有负电荷，然后交替吸附阳离子聚电解质——聚二烯丙基二甲基氯化铵、阴离子聚电解质——聚苯乙烯磺酸钠以及Fe3O4磁性粒子，通过电荷作用将Fe3O4自组装到聚苯乙烯微球表面，得到有机/无机复合磁性微球。而且这种自组装法各个操作步骤均在水溶液中进行，不需要其它任何介质或溶剂，不会对环境造成污染。
图1是本发明聚苯乙烯/Fe3O4复合磁性微球的制备方法中聚苯乙烯微球磺化改性前后的红外谱图，A为聚苯乙烯原始微球的红外谱图，B为经磺化改性后聚苯乙烯微球的红外谱图。
图2是本发明所涉及聚苯乙烯原始微球的SEM照片。
图3是本发明聚苯乙烯/Fe3O4复合磁性微球的制备方法所制备的聚苯乙烯/Fe3O4复合磁性微球SEM照片。
具体实施例方式
实施例1将2g聚苯乙烯微球与20g浓度为98％的硫酸混合均匀，磁力搅拌并冷凝回流，反应温度40℃，反应时间8h，反应完后离心分离出固体物质，分别用浓度为2％的NaOH稀溶液、蒸馏水洗涤，得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球；将上述表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球1g分散在8g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附20min后离心水洗；再分散在8g浓度为0.5mg/(ml 0.5M NaCl)的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中，静置吸附20min后离心水洗；再分散在8g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附20min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在5g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附20min后离心水洗，得到聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4复合磁性微球。
实施例2将1g聚苯乙烯微球与12g浓度为98％的硫酸混合均匀，磁力搅拌并冷凝回流，反应温度50℃，反应时间10h，反应完后离心分离出固体物质，分别用浓度为2％的NaOH稀溶液、蒸馏水洗涤，得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球；将上述表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球1g分散在10g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在10g浓度为0.5mg/(ml 0.5M NaCl)的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在10g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在6g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在12g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在6g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附30min后离心水洗，得到聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4/聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4复合磁性微球。
实施例3将2g聚苯乙烯微球与26g浓度为98％的硫酸混合均匀，磁力搅拌并冷凝回流，反应温度50℃，反应时间11h，反应完后离心分离出固体物质，分别用浓度为2％的NaOH稀溶液、蒸馏水洗涤，得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球；将上述表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球1g分散在11g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在11g浓度为0.5mg/(ml 0.5M NaCl)的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中，静置吸附40min后离心水洗；再分散在10g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在6g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在12g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在6g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在11g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；
再将经上述处理过的微球分散在5g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附40min后离心水洗，得到聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4/聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4/聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4复合磁性微球。
实施例4将1g聚苯乙烯微球与15g浓度为98％的硫酸混合均匀，磁力搅拌并冷凝回流，反应温度60℃，反应时间12h，反应完后离心分离出固体物质，分别用浓度为2％的NaOH稀溶液、蒸馏水洗涤，得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球；将上述表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球2g分散在24g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在24g浓度为0.5mg/(ml 0.5M NaCl)的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中，静置吸附40min后离心水洗；再分散在24g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在6g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附40min后离心水洗，再分散在10g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在6g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在12g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在6g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附30min后离心水洗；再分散在11g浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附30min后离心水洗；再将经上述处理过的微球分散在5g浓度为3％的磁流体稀液中，静置吸附40min后离心水洗，得到聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4/聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4/聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4/聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4复合磁性微球。
权利要求
1.一种聚苯乙烯/Fe3O4复合磁性微球的制备方法，包括下述步骤1)将聚苯乙烯微球与浓硫酸以1∶10～1∶15的质量比混合均匀，磁力搅拌并冷凝回流，反应温度40～60℃，反应时间8～12h，反应完后离心分离出固体物质，分别用浓度为2％的NaOH稀溶液、蒸馏水洗涤，得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球；2)将步骤1)得到表面具有负电性的磺化聚苯乙烯微球分散在浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，聚苯乙烯微球与聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的质量比为1∶8～1∶12，静置吸附20～40min后离心水洗；3)将经步骤2)处理过的微球分散在浓度为0.5mg/(ml 0.5M NaCl)的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中，聚苯乙烯微球与聚苯乙烯磺酸钠水溶液的质量比为1∶8～1∶12，静置吸附20～40min后离心水洗；4)将经步骤3)处理过的微球分散在浓度为1mg/(ml 0.5M NaCl)的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，聚苯乙烯微球与聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的质量比为1∶8～1∶12，静置吸附20～40min后离心水洗；5)将经步骤3)处理过的微球分散在磁流体稀液中，聚苯乙烯微球与浓度为3％的磁流体稀液的质量比为1∶5～1∶6，静置吸附20～40min后离心水洗；6)重复步骤4)和步骤5)，直到得到设计的聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe3O4的层数复合磁性微球。
全文摘要
本发明公开了一种复合磁性微球的制备方法，包括下述步骤将聚苯乙烯微球与浓硫酸混合磺化处理聚苯乙烯微球；将表面带有负电性的磺化聚苯乙烯微球依次分散在聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液、聚苯乙烯磺酸钠水溶液以及聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，静置吸附后离心水洗；再分散在磁流体稀液中，静置吸附后离心水洗；重复吸附聚二烯丙基二甲基氯化铵和磁流体，直到得到设计的聚二烯丙基二甲基氯化铵/Fe
文档编号C08K3/00GK1858105SQ20061004274
公开日2006年11月8日 申请日期2006年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者张秋禹, 赵雯, 任华, 王结良, 张军平, 张和鹏 申请人:西北工业大学