松香基磁性聚合物微球的制备及结构与性能关系研究

利用天然可再生资源松香制备新型的功能高分子材料是松香应用的新途径，其可降解性和生物相容性在生物医药工程等领域具有重要的应用前景。本项目利用松香和松香丙烯酸加成物分别与甲基丙烯酸β-羟乙酯反应，得到含一个和两个悬挂双键的松香基大分子单体，利用这两个大分子单体分别与二乙烯基苯或苯乙烯进行悬浮聚合制备聚合物微球，研究单体组成、分散剂、搅拌速度等对聚合物微球的组成、表面形态、粒径大小等的影响；在此基础上，进一步利用松香基大分子单体在磁性粒子存在下分别通过悬浮或分散聚合法制备松香基磁性聚合物微球，用扫描电镜、综合热分析仪、红外光谱仪、激光衍射粒度仪、振动样品磁强计等对磁性微球的结构和性能进行表征。了解单体用量、磁流体含量等对松香基磁性聚合物微球的结构与性能的影响规律，认识磁性聚合物微球组成-结构-性能之间的关系，为制备性能良好的松香基磁性聚合物微球奠定理论基础，也为松香的深加工提供一条新途径。

松香是一种丰富的可再生天然化工原料，其主要成分是树脂酸。本项目利用松香与甲基丙烯酸-β-羟乙酯（HEMA）反应制备成一元大分子单体，以及松香丙烯酸加成物与HEMA反应制备二元大分子单体，研究了其酯化反应、均聚反应，以及分别与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的共聚反应，在此基础上，用一元或二元大分子单体分别代替苯乙烯或二乙烯基苯（DVB），采用悬浮聚合法制备了松香基聚合物微球、多孔聚合物微球、磁性聚合物微球和羧基化聚合物微球；也采用分散聚合法制备了松香基聚合物微球，探索了单体比例、反应温度、分散剂种类和用量、引发剂用量等对聚合物微球性能的影响，采用光学显微镜、SEM、FT-IR、TEM、TGA、粒度分析仪等表征了微球的表面形态、组成、结构、热稳定性和粒径及其分布等，还分别研究了多孔聚合物微球和羧基化聚合物微球对苯酚和亚甲基蓝（MB)的吸附性能。研究结果表明：（1）采用悬浮聚合法成功制备了松香基聚合物微球，一元松香基大分子单体的引入提高了聚合物微球的热稳定性，降低了聚合物微球的结晶程度，交联剂DVB的用量对其力学性能影响较大，随着DVB用量的增大，其抗压强度逐渐增大。（2）在油酸改性Fe3O4的存在下，采用悬浮聚合法成功制备了磁性聚合物微球，微球球形好、磁性强，微球具有顺磁性。当油酸改性Fe3O4的用量增大时，微球颗粒粒径逐渐增大，粒径分布变宽，饱和磁强度增大。（3）采用悬浮聚合法成功制备的松香基多孔聚合物微球比表面积可达17.64 m2•g-1；混合致孔剂m（甲苯）:m（液体石蜡）=1:9时具有较好的致孔效果；所制得的松香基多孔聚合物微球对水溶液中苯酚的吸附效果优于活性炭。（4）采用分散聚合法成功制备了粒径为3.02μm、形貌规整、表面光洁的聚合物微球。（5）采用悬浮聚合法成功制备了表面羧基含量达0.146 mmolg-1的松香基羧基化聚合物微球，微球球形较好，加入甲基丙烯酸后微球的热稳定性变化不大。重复吸附亚甲基蓝5次后，吸附率保持在87%。