聚乙烯醇微球的制备与表征

位涛 贾红瑞 吴立宏 张益统

（西北民族大学化工学院 甘肃兰州 730124）

聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性高分子材料。广泛用于制备止血纤维、人工皮肤、代血浆等，也可以作为药物缓释载体材料制备靶向微球。动物实验表明，其完全无害，且有良好的生物相容性，能够在体内缓慢降解。因此广泛用于药物载体 。随着药物制剂朝着高效、低剂量的方向发展，使得具有良好缓释、控释作用的药物载体材料的开发很有意义，其中对聚乙烯醇微球的开发称为该领域的热点 。

在医药应用方面，粒径小于10微米的聚乙烯醇微球进入体内释放药物，达到治疗和免疫的目的，如促进红细胞生成素、干扰素、霍乱毒素B亚单位制成的PVA微球均能经口服吸收，因此聚乙烯醇微球控释系统是理想的载药系统。通过分散聚合，可制备尺寸在1-10μm级聚乙烯醇微球，还可以根据应用领域的不同要求，进一步化学转化为多种类型的功能化微球。这一尺寸的微球适用于制备药物缓释载体。

一、实验部分

1.主要仪器与试剂

乙酸乙烯酯（Vac，AR）, 上海山浦化工有限公司; 丙三醇(Glycerol，AR)，烟台市双双化工有限公司;偶氮二异丁腈（AIBN，CP），天津市凯信化学工业有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVP，K30，进口分装），上海中秦化学试剂有限公司。

ZEISS EVO18扫描电子显微镜（690×、德国卡尔蔡司公司）；Satllite 5000型傅里叶变换红外光谱仪（美国热电公司）；XSP-1C光学显微镜（目镜16×，物镜40×，上海上光新光学）。

2.聚乙烯醇微球的制备

按Vac 10g、PVP 0.6g、AIBN 0.3g、丙三醇16g、去离子水19g的量投入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的三口烧饼中，升温至65℃，反应4h后结束实验，产物标记为1。再取部分聚乙酸乙烯酯微球在45℃，0.5mol/L的NaOH溶液中皂化反应8h，离心洗净分离，产物标记为2。制备过程如图1所示。

图1 分散聚合制备PVA微球

3.测试与表征

通过FT-IR检验微球表面基团；测试红外用KBr压片法制样。用光学显微镜、SEM观察微球表面的形貌和粒径；

二、结果与讨论

1.微球粒径的影响因素

分散聚合制备聚乙烯醇微球时，通过研究发现体系中分散剂、引发剂、单体浓度、醇水比等因素对PVA微球的粒径均有影响。如表1所示。分散剂的用量增加，导致微球的粒径减小。引发剂用量的增加会产生更多的自由基，导致微球粒径增加。增加单体浓度使得生成的微球粒径变大。增大醇水比，由于体系的粘度增大，微球粒径减小。另外搅拌速度的增大，微球粒径会减小。可见，通过控制实验投料配比和实验条件能有效的控制聚合物微球粒径。

表 1 投料配比对粒径的影响

2.红外谱图分析

通过比较图2中PVAc微球在醇解或者皂化反应前后的FTIR谱，可以发现：谱图中出现明显变化的峰位出现在3398cm-1、1622 cm-1、1353 cm-1处。反应后，谱线2在3398 cm-1处出现较强的吸收峰，归属于PVA羟基OH伸缩振动吸收峰，反应前后，谱线1和谱线2在1622 cm-1处分别强吸收和相对减弱的吸收峰，这2个吸收峰归属于PVAc酯基的C=O伸缩振动吸收峰，由于皂化反应使PVAc中的酯基减少，故表现在谱线上为吸收减弱，同理，谱线2和谱线2在1353 cm-1处酯的C-O-C反对称伸缩振动吸收峰也明显减弱。通过分析可知，在碱性条件下，PVAc中的酯基成功水解成羟基。

图2 PVAc微球皂化反应前后的FTIR谱

3.光学显微镜和扫描电镜分析

图 3 PVA微球扫描电子显微镜图（a、b）、PVA微球的光学显微镜图（c、d）

聚乙烯醇微球的光学显微镜照片和扫描电子显微镜照片如图3所示。由图3（a）可知，通过分散聚合得到的聚乙烯醇微球的粒径分布较窄。图3（b）是在最优条件下得到的聚乙烯醇微球，从图中可见微球形貌均匀，表面光滑，球和球之间未发生粘连，粒径在4μm左右。图3（c）和图3（d）中可见，通过控制投料配比和反应条件，可以控制微球粒径。所以，采用分散聚合法，制备出的聚乙烯醇微球单分散性好，球形均一，皂化反应后微球结构保持良好。

四、结论

1.通过分散聚合，经过皂化水解，可以制备出表面含羟基的单分散性聚乙烯醇微球，微球粒径在1-10μm之间，通过控制投料配比和实验条件等因素可实现微球的可控合成。

2.通过皂化反应，使得微球表面带有羟基和酯基，这种两性微球在应用方面更为广泛。

3.通过FTIR、SEM测试表明，合成出的聚乙烯醇微球表面光滑并且是实心结构，粒径在4μm左右。

4.制备出的聚乙烯醇微球可用于药物缓释载体。

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