納米微球的應(yīng)用極其***,幾乎滲透到所有的產(chǎn)業(yè):無(wú)論是新醫(yī)藥,平板顯示,食品 安全檢測(cè),醫(yī)療診斷,還是水處理,節(jié)能環(huán)保,石油化工,**安全等都離不開先進(jìn) 納微米球材料。 在制藥領(lǐng)域: 納米孔道結(jié)構(gòu)的微球材料具有極高的比表面積(1克微球材料的比表面積相 當(dāng)于一個(gè)足球場(chǎng)的面積),因此具有極強(qiáng)的吸附性能,如果在微球表面鍵合特殊功能基 團(tuán)使它可以選擇性吸附某些物質(zhì),這一特性使得納米微球材料成為所有生物藥和天然 藥分離純化過(guò)程中不可缺少的材料,另外氣相和液相色譜是當(dāng)今醫(yī)藥分析檢測(cè)**常用 的方法,而色譜**的材料就是微球材料。在***制劑領(lǐng)域,微球也是理想的***緩 控釋的載體,當(dāng)有效組份負(fù)載在空心或多孔的納米微球載體中可以使***在人體里緩 慢釋放,以減小***的毒負(fù)作用,增加***的有效性。由磁性材料組成的多孔微球可 作為靶向釋藥系統(tǒng)的載體,在外加磁場(chǎng)的作用下,將***載至預(yù)定區(qū)域,可使免疫磁 性微球上的******更易與*細(xì)胞接觸,提高了殺傷*細(xì)胞的效果。 濟(jì)南專業(yè)聚甲基丙烯酸甲酯微球
一個(gè)乒乓球直徑40毫米,重量2-3克。如果把乒乓球做到直徑40納米微球,由于1毫米是106納米,
因此一個(gè)普通乒乓球就可以做出1018個(gè)直徑40納米微球。其表面積有5000多平米,相當(dāng)與5個(gè)足
球場(chǎng)大小,同樣重量的40納米微球與40毫米乒乓球相比表面積增加了1012倍,因此納米微球
表面吸附能力也增加了1012倍。當(dāng)尺寸變小,表面吸附能力大幅度增加還是一個(gè)物理量變的過(guò)程,
而某些物質(zhì)小到一定程度時(shí),其性能還會(huì)出現(xiàn)質(zhì)的變化。比如說(shuō)量子點(diǎn)就是有一類物質(zhì)當(dāng)尺寸小到
納米尺度時(shí),這些物質(zhì)就會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化,由原本不發(fā)光的物質(zhì)變成會(huì)發(fā)光的物質(zhì),而且發(fā)光的顏
色或波長(zhǎng)與尺寸還有關(guān)系。因此只要控制這些物質(zhì)的尺寸就可以控制這類物質(zhì)的發(fā)光波長(zhǎng)。材質(zhì)不
變,只依靠尺寸的變化就可以改變其性能的巨大變化就是納米技術(shù)領(lǐng)域興起的重要原因之一。另外
一個(gè)案例也可以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。一個(gè)普通塑料(聚苯乙烯)組成的微球,當(dāng)其尺寸與光的波長(zhǎng)相當(dāng)
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PMMA的機(jī)械強(qiáng)度較高:PMMA的相對(duì)分子質(zhì)量大約為200萬(wàn),是長(zhǎng)鏈的高分子聚合物,而且形成分子的鏈很柔軟,因此,PMMA的強(qiáng)度比較高,抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高7~18倍。有一種經(jīng)過(guò)加熱和拉伸處理過(guò)的有機(jī)玻璃,其中的分子鏈段排列得非常有次序,使材料的韌性有***提高。用釘子釘進(jìn)這種有機(jī)玻璃,即使釘子穿透了,也不產(chǎn)生裂紋。這種有機(jī)玻璃被擊穿后同樣不會(huì)破成碎片。因此,拉伸處理的PMMA可用作防彈玻璃,也用作***飛機(jī)上的座艙蓋。 PMMA的熔點(diǎn)較低:PMMA的熔點(diǎn)約130–140°C(265–285°F),比玻璃約1000度的高溫低很多。
寸的單乳液滴和多重乳液液滴的技術(shù)。
前段時(shí)間科技日?qǐng)?bào)總編劉亞?wèn)|列出包括芯片,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等在內(nèi)的35項(xiàng)中國(guó)給人卡脖子的技術(shù),
其中微球材料也是其中之一。大多數(shù)人可能很容易理解芯片和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)難度及其重要性
,但很少人可以理解微球?yàn)槭裁匆策@么重要這么難做。我們所熟知的宏觀球體如籃球,乒乓球,
玻璃珠是如此之普通,而微球只不過(guò)是把這些球體做到足夠“小”而已,為什么中國(guó)這么一個(gè)
大的一個(gè)***卻做不了。其實(shí)很多技術(shù)的難度都是因?yàn)椤靶 痹斐傻?。芯片之所以難做就是因
為里面的結(jié)構(gòu)要精細(xì)控制到納米尺寸。乒乓球可以很容易通過(guò)模具做出來(lái),而要把乒乓球做到
納米和微米范圍的尺度其實(shí)難度是很大的。在微觀尺度下,大家習(xí)以為常的宏觀工具和制作技
術(shù)已完全不適用,需要全新的技術(shù)手段,使得宏觀很容易的事情在微觀變成高不可攀的技術(shù)難
題。當(dāng)然也正是因?yàn)樾?,讓微球材料性能得到大幅度的提升,比如說(shuō)微球表面效應(yīng)和體積效應(yīng),
2.3單體法
單體聚合法是目前研究**多、被***采用的制備方法。單體聚合法是在有機(jī)單體和磁性粒子共同存在的情況下,根據(jù)不同的聚合方式加入表面活性劑、穩(wěn)定劑、引發(fā)劑等聚合制備磁性高分子微球的方法。常用的方法主要包括乳液聚合、(微)懸浮聚合、分散聚合以及活性聚合等。其中乳液聚合又分為無(wú)皂乳液聚合、Pickering乳液聚合法、種子乳液聚合、細(xì)乳液聚合法、反相乳液聚合、原位乳液聚合等。
2.3.1乳液聚合
無(wú)皂乳液聚合是指在反應(yīng)過(guò)程中完全不加乳化劑或者**加入微量乳化劑(其濃度小于臨界膠束濃度(CMC))的乳液聚合過(guò)程Wu采用將通過(guò)油酸改性后的Fe3O4納米粒子與溫敏性N-異丙基丙稀醜胺在交聯(lián)劑DVB作用下,通過(guò)無(wú)培乳液聚合方法制備了具有磁場(chǎng)和溫度雙重相應(yīng)的復(fù)合微球,該復(fù)合微球具有核殼結(jié)構(gòu),尺寸約為100nm,其比較低臨界溶解溫度(LCST)在40-45℃。Yamauchi等利用無(wú)皂乳液聚合法制備出平均粒徑達(dá)到515nm、比飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到7.3A·m2/kg的磁性高分子復(fù)合微球。
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由于其較大的支鏈,聚甲基丙烯酸甲酯的黏度較高,因此在使用熱加工方法時(shí)加工速度比較慢,有機(jī)玻璃不但能用車床進(jìn)行切削,鉆床進(jìn)行鉆孔,而且能用**、氯仿等粘結(jié)成各種形狀的器具,也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工成大到飛機(jī)座艙蓋,小到假牙和牙托等形形**的制品。 氰基丙烯酸酯、二氯甲烷或氯仿等都可以輕微地溶解有機(jī)玻璃,然后可以把兩塊有機(jī)玻璃牢固地黏合在一起。 生產(chǎn)1公斤的PMMA,需要大約2公斤的石油。在有氧的情況下,PMMA在458°C開始燃燒,燃燒后生成二氧化碳、水、一氧化碳及包括甲醛在內(nèi)的一些低分子化合物。 濟(jì)南專業(yè)聚甲基丙烯酸甲酯微球
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