表面功能化聚合物微球由于表面梭基、氨基或者輕基等活性基團(tuán)的存在而易于與酶、

蛋白質(zhì)、核酸等結(jié)合反應(yīng)，使之在生物、化學(xué)、材料、醫(yī)學(xué)等方面應(yīng)用廣泛。當(dāng)前，制備

粒徑可控、單分散性功能化聚合物微球已成為高分子材料領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。為此，本

文選擇以聚苯乙烯微球?yàn)檠芯繉ο?，旨在制備顆粒尺寸可控，粒徑均一的聚苯乙烯微球，

采用分散聚合、無皂乳液聚合進(jìn)行制備，細(xì)致討論聚合工藝過程中的工藝條件對于聚合物

微球顆粒尺寸及粒徑分布的控制關(guān)系，并探索了其表面功能化方法;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了

工藝放大與工藝參數(shù)優(yōu)化控制，以尋求適應(yīng)于批量生產(chǎn)的穩(wěn)定工藝。所開展研究內(nèi)容與得

到主要結(jié)論包括:

一、分散聚合制備聚苯乙烯微球

    以苯乙烯為單體，偶氮二異丁睛為引發(fā)劑，聚乙烯毗咯烷酮為分散劑，無水乙醇與水

為分散介質(zhì)，以分散聚合制備亞微米、微米級聚苯乙烯微球。采用紅外光譜、掃描電子顯

微鏡、透射電子顯微鏡、動態(tài)光散射、激光粒度分布儀等系統(tǒng)分析所合成聚苯乙烯微球顆

粒形貌、粒徑及其分布等特征。結(jié)果表明:采用分散聚合所得到聚苯乙烯微球粒徑在

200-SOOOnm范圍內(nèi)，微球表面光滑、球形度良好;改變聚合配方組成，可有效調(diào)控微球粒

徑及粒徑分布;當(dāng)引發(fā)劑、單體以及分散介質(zhì)中乙醇比例的增加，微球顆粒尺寸增加，而

隨著分散劑用量提高，微球粒徑減小;通過交聯(lián)可提高微球耐溶劑性。

二、無皂乳液聚合制備梭基化聚苯乙烯微球

    以苯乙烯、丙烯酸為單體，過硫酸鉀為引發(fā)劑，去離子水為分散介質(zhì)，采用無皂乳液

法制備梭基化聚苯乙烯微球，透射電鏡及動態(tài)光散射結(jié)果表明:所得微球粒徑粒徑高度均

一;改變共聚單體丙烯酸比例、引發(fā)劑用量、聚合溫度以及攪拌速度可得到粒徑在150至

400nm的梭基化聚苯乙烯微球，所得微球表面梭基含量可達(dá)0.31 Smmol/g，滿足了構(gòu)建微

球陣列芯片的敏感原件等實(shí)際使用的要求。

三、工程化探索

    在實(shí)驗(yàn)室制備工藝參數(shù)得到優(yōu)化的基礎(chǔ)上，探索了小規(guī)模放大的過程，對所得微球粒

徑及其分布進(jìn)行有效地控制，解決了批量制備過程中微球粒徑不均勻及顆粒團(tuán)聚等問題，

在2L反應(yīng)釜中進(jìn)行了量產(chǎn)放大研究。得到了900(}40)nm梭基化聚苯乙烯微球、350(士10)

mn梭基化聚苯乙烯微球、1200(士50) nm聚苯乙烯微球的穩(wěn)定工藝，制訂了科學(xué)、規(guī)范、

重復(fù)性好的操作規(guī)程指導(dǎo)書。