一種磁性納米水凝膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米水凝膠領(lǐng)域，特別涉及一種磁性納米水凝膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁性水凝膠具有無機(jī)磁性粒子和水凝膠聚合物的雙重優(yōu)點(diǎn)，因而在微波吸收、電 磁屏蔽、電化顯示器、分子器件、非線性光學(xué)材料、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)保、生物工程、材料科學(xué)等領(lǐng) 域有著廣泛應(yīng)用。尤其是磁性粒子在生物醫(yī)學(xué)上已研宄于磁共振成像、藥物輸送、磁熱療 等，但是磁性粒子粒徑過小，容易聚集，且Fe3O4粒子表面呈疏水性，因此可采用親水性物質(zhì) 包覆以應(yīng)用于體內(nèi)。最典型的是聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPA)水凝膠，其體積相轉(zhuǎn)變溫度 (VPTT)為32°C，較為接近人體體溫。使得它在藥物的控制釋放，酶的固定化、物料分離和生 物醫(yī)用材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0003] N，N-二乙基丙烯酰胺（DEA)與NIPA結(jié)構(gòu)類似，都能生成溫度響應(yīng)性的聚合物， 其VPTT在30°C附近。與NIPA相比，DEA的酰胺基團(tuán)上沒有剩余質(zhì)子，使得DEA只能作 為質(zhì)子受體形成分子間氫鍵，而不能作為質(zhì)子供體形成分子內(nèi)氫鍵。正是其與NIPA結(jié) 構(gòu)上的這種差別，使得TOEA水凝膠的相轉(zhuǎn)變過程相對(duì)比較舒緩，因此有相對(duì)較好的生 物相容性，更適合于應(yīng)用到生命科學(xué)中。目前已有研宄者將P(DEA-co-AA)用于離子吸 收和污染物處理。如Z.Gen等人合成出P(DEA-co-AA)共聚水凝膠用于Th4+的吸附研 宄(HuPeizhuo,LiuTonghuan,ZhouGen,DuanXiaojiang,Wuffangsuo.JRadioanal NuclChem. 2014, 301，65-73)。JianFang等人以P(DEA-co-AA)作為辣根過氧化物酶的 固定化石開宄（YapingZhang,TonghuanLiu,QiangWang,JihuaZhao,JianFang,Weiguo Shen.MacromolecularResearch. 2〇l2, 2〇, 5, 4別-489)。也有研宄者將P(NIPA-co-AA) 用于磁性粒子包覆，如YaoAH等人以Fe3O4粒子和NIPA及丙烯酸（AA)制備出具有溫 度、pH雙重刺激響應(yīng)的磁性水凝膠（AiFR,YaoAH,HuangWH,WangDP.ChemJCHINESE U. 2010, 31，9, 1701-1705)。
[0004] 目前，使用P(DEA-co-AA)作為磁性水凝膠的包覆層材料，尚未見之報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磁性納米水凝膠及其制備方法，該磁性水 凝膠比傳統(tǒng)包覆Fe3O4粒子復(fù)合物具有更好尺寸可控性、單分散性，由于單個(gè)水凝膠內(nèi)部可 包含多個(gè)Fe3O4晶體粒子，磁性也更優(yōu)異；制備方法工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保。
[0006] 本發(fā)明的一種磁性納米水凝膠，：所述磁性納米水凝膠由聚（N，N-二乙基丙稀酰 胺-Co-丙烯酸）P(DEA-co-AA)包覆Fe3O4粒子而得。
[0007] 所述P(DEA-co-AA)包括重復(fù)單元A和重復(fù)單元B，其中A的結(jié)構(gòu)式為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁性納米水凝膠，其特征在于：所述磁性納米水凝膠由聚（N，N-二乙基丙稀酰 胺-co-丙烯酸）P(DEA-c〇-AA)包覆Fe304粒子而得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米征在于：所述P(DEA-co-AA)包括
重復(fù)單元A和重復(fù)單元B，其中A的結(jié)構(gòu)式； B的結(jié)構(gòu)式為 9
3. -種磁性納米水凝膠的制備方法，包括： (1) 將單體A、單體B、交聯(lián)劑和乳化劑溶于去離子水中，在氮?dú)夥諊?，?0-25°C條 件下，攪拌80-120min，然后升溫至65-80°C，保溫30-50min，然后加入引發(fā)劑，繼續(xù)反應(yīng) 0. 5-8h，透析，即得共聚納米水凝膠；其中，單體A為N，N-二乙基丙烯酰胺，單體B為丙烯 酸；單體A和單體B的總量為1?5g，單體B占單體總摩爾量的5 % -50% ; (2) 將上述共聚納米水凝膠調(diào)pH至6. 0± 1，加入FeS04 ? 7H20攪拌8-24h，然后透析 l-5h，加入NaN02溶液和NH3 ?H20,離心透析處理即得磁性納米水凝膠。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（1) 中的交聯(lián)劑為N，N' -亞甲基雙丙烯酰胺，交聯(lián)劑的加入量為單體質(zhì)量總和的1% -15%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（1) 中的乳化劑為十二烷基硫酸鈉，乳化劑的加入量為單體質(zhì)量總和的1% -10%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（1) 中的引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑的加入量為單體質(zhì)量總和的〇. 1% -4%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（2) 中的FeS04 ? 7H20的加入量為共聚納米水凝膠質(zhì)量總和的1% -20%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（2) 中的NaN02的加入量為共聚納米水凝膠質(zhì)量總和的0. 01% -0. 1%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（2) 中的氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%，加入量為共聚納米水凝膠質(zhì)量總和的3% -15%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟 (1)和（2)中的透析為采用去離子水浸泡3-7天，每天換一次水；所用透析袋的截留分子量 為 8000-14000。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁性納米水凝膠及其制備方法，由聚(N,N-二乙基丙稀酰胺-co-丙烯酸)P(DEA-co-AA)包覆Fe3O4粒子而得。制備方法包括：(1)將單體A、單體B、交聯(lián)劑和乳化劑溶于去離子水中，在氮?dú)夥諊?，?0-25℃條件下，攪拌，然后升溫至65-80℃，保溫，然后加入引發(fā)劑，繼續(xù)反應(yīng)0.5-8h，透析，即得共聚納米水凝膠；(2)將上述共聚納米水凝膠調(diào)pH，加入FeSO4·7H2O攪拌8-24h，然后透析，加入NaNO2和NH3·H2O，離心透析處理即得。本發(fā)明比傳統(tǒng)包覆Fe3O4粒子復(fù)合物具有更好尺寸可控性、單分散性，磁性也更優(yōu)異；制備方法工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保。
【IPC分類】C08L33-02, C08F220-06, C08F220-54, C08J3-075, C08F2-26, C08F222-38, C08K3-22, C08L33-24, C01G49-08
【公開號(hào)】CN104610553
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510039460
【發(fā)明人】魯希華, 馬天澤, 李雪婷, 安冬, 石小迪
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日