图6 制备接枝微球CPVA-g-PMAA的反应过程
Fig.6 Schematic illustration of preparation process of the grafted microspheres CPVA-g-PMAA
4.2 功能高分子微球的应用
不同尺寸大小、不同表面积以及不同表面性质的高分子微球可以应用在不同的领域。当前最广泛的是应用在生物技术及医药工程领域,它也经常使用在涂料、分离与吸附等智能材料领域。一般高分子微球主要应用在生物分离、药物载体、分子化学和光学等方面。 4.2.1 生物分离方面的应用
生物大分子如核酸、蛋白质等一般都具有自己特殊的物理化学性质,可以根据其物理化学性质在溶液中进行分离和浓缩。一般来说,凝胶粒子是最常用的浓缩和分离试剂。通过静电相互作用,疏水缔合作用,大粒径微球可以用于蛋白质的分离与提纯[33]。
亲和分离是广泛应用于蛋白质、糖类和核酸分离的方法之一。通过在载体微球表面上共价结合上亲水基团,再将此微球装在色谱柱内,当混合液流经色谱柱时,由于物质相互之间的特异亲水作用,目标分离物就留在了色谱柱内,继而洗涤分离,这样就可以实现对目标产物的分离与提纯现在又研究出一些新的微球用于分离与提纯,以磁性微球为典型。磁性高分子微球与目标产物结合后,在磁场的作用下,目标产物很容易就被分离,因此,该微球是一种具有发展潜力的分离新材料。 4.2.2 化学功能
高分子微球在分析化学中也有其特殊的用途,可以作为高效液相色谱填料,单分散的高分子微球可以有效的提高分离和检测效果[34]。在化学反应工程中,单分散、大粒径且多孔的高分子微球可以作为催化剂的载体,其在催化过程中,副反应少,活性高,选择性和利用率高,并且易于回收再利用。还可以作为离子
交换树脂。
4.2.3 光电和光学功能
大粒径、单分散的高分子微球可以用作标准计量的基准物[35-36],可以作为光学显微镜、电镜等仪器的基准物粒子,可以用于聚合物乳液研究、胶体体系以及半透膜孔径的测定,也可以在电子检测仪器中作为基准物质。此外,大粒径、单分散的高分子微球也应用于电子印刷的照相材料和光电摄影调色剂中。高分子微球的另外一个用途是作为液晶片之间的空隙维持剂,可以有效及准确的保持液晶片之间的空隙,维持液晶显示屏的清晰度[37]。 4.2.4 流变学功能
高分子微球可以控制流体的粘度。微球表面带有离子基团的在电场中具有电泳行为[38],可以应用在涂料的电沉降涂刷[39],同时也可以用于自身性质的研究。高分子微球在新型材料中都有广泛的应用。
5 展望
随着科学技术的发展,人们希望能根据不同的使用要求设计合成出不同结构与性能的新材料,而功能性高分子微球的发展正顺应了这种发展趋势.如何正确选择单体的类型、进行分子设计,开发合适的制备方法,并使高分子微球进一步功能化,是扩展高分子微球应用领域的有效保证。无论是上述功能高分子微球。还是拓展到具有荧光性、导电性等其他性能,将是高分子学科研究的热点。
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