Синтез полімерних мікрокапсул з інкапсульованими магнітними наночастинками Fe3O4

Received: April 03, 2017
Accepted: April 03, 2017
Authors: 
В. О. Сердюк, Р. І. Мельник, А. К. Борисюк, В. С. Токарев

кафедра органічної хімії,
кафедра прикладної фізики і наноматеріалознавства

Поверхнево модифіковані магнітні наночастинки (МНЧ) оксиду заліза є новим
видом функціональних матеріалів, що знаходять все ширше використання як магнітні
системи виділення і доставки в біотехнології і каталізі. Метою роботи було одержання
полімерних мікрокапсул з парафіновим ядром, наповненим МНЧ. Для цього спочатку
методом співосадження синтезували МНЧ Fe3O4, поверхнево модифіковані олеїновою
кислотою. Потім отримані МНЧ інкапсулювали у парафіновому ядрі синтезованим
гетерофункціональним акрилатним кополімером, використовуючи розроблений раніше
метод “екстракційно-коацерваційного” мікроінкапсулювання. В результаті отримано
мікрокапсули з інкапсульованими в парафіновому ядрі наночастинками Fe3O4,
характерною особливістю яких є наявність функціоналізованої полімерної оболонки і
суперпарамагнітних властивостей. Surface modified iron oxide magnetic nanoparticles (MNPs) are a kind of novel
functional materials, which find broadening application as the systems of magnetic separation
and delivery in catalysis and biotechnology. The purpose of this study was to obtain polymer
microcapsules with the paraffin core filled by MNPs. To achieve this goal, initially the Fe3O4
MNPs surface-modified with oleic acid were synthesized by coprecipitation method.
Afterwards the obtained MNPs were encapsulated in the paraffin core by the synthesized
heterofunctional acrylate copolymer applying the elaborated “extraction-coacervation”
technique. As a result, the microcapsules with nanoparticles of Fe3O4 encapsulated in the
paraffin core were obtained; their main features are the presence of functionalized polymer
shell and superparamagnetic properties.

1. Zhu M., Diao G. Review on the progress in synthesis and application of magnetic carbon
nanocomposites // Nanoscale. – 2011. – No. 3. – P. 2748–2767. 2. Chen X. et al. Fabrication, formation
mechanism, and magnetic properties of metal oxide nanotubes via electrospinning and thermal treatment //
J. Phys. Chem. C. – 2011. – No. 115 (3. –, P. 373–378. 3. Zeng T. et al. Fe3O4 nanoparticles: a robust and
magnetically recoverable catalyst for three-component coupling of aldehyde, alkyne and amine // J. Green
Chem. – 2010. – No. 12. – Р. 570-573. 4. Sun G. et al. Hierarchical dendrite-like magnetic materials of
Fe3O4, γ-Fe2O3, and Fe with high performance of microwave absorption // Chem. Mater. – 2011. – No. 23
– P. 1587–1593. 5. Qiao R., Yang C., Gao M. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles: from
preparations to in vivo MRI applications // J. Mater. Chem. – 2009. – No. 19. – P. 6274–6293. 6. C. Yang,
J. Wu, Y. Hou. Fe3O4 nanostructures: synthesis, growth mechanism, properties and applications // Chem.
Commun. – 2011. – V. 47, Iss. 18. – P. 5130–5141. 7. N.Q. Wu, et al. Interaction of fatty acid monolayers
with cobalt nanoparticles // Nano. Lett. – 2004. – No. 4. – P. 383–386. 8. S. Gu, J. Onishi, Y. Kobayashi,
D. Nagao, M. Konno. Preparation and colloidal stability of monodisperse magnetic polymer particles //
J. Colloid Interface Sci. – 2005. – No. 289. – P. 419–426. 9. J.-B. Jun, S.-Y Uhm, J.-H. Ryu, K.-D. Suh.
Synthesis and characterization of monodisperse magnetic composite particles for magnetorheological fluid
materials // Colloids Surf. A – 2005. – No. 260. – P. 157–164. 10. C. Yang, H. Liu, Y. Guan, J. Xing, J. Liu,
G. Shan. Preparation of magnetic poly(methylmethacrylate–divinylbenzene–glycidylmethacrylate)
microspheres by spraying suspension polymerization and their use for protein adsorption // J. Magn.
Magn. Mater. – 2005. – No. 293. – P. 187–192. 11. Mahnaz Mahdavi et al. Synthesis, surface modification
and characterisation of biocompatible magnetic iron oxide nanoparticles for biomedical applications //
Molecule. – 2013. – No. 18(7). – P. 7533–7548. 12. Пат. 88858 України, МПК9 B01J 13/02, B01J
13/06, A61K 9/50, C08F 22/00. Спосіб мікрокапсулювання вуглеводнів / винахідники: Сердюк В. О.,
Шевчук О. М., Токарєв В. С.; власник: Національний університет “Львівська політехніка”. −
No. а200907310; заявл. 13.07.2009; опубл. 25.11.2009, Бюл. No. 22. 13. Кондир А. І., Борисюк А. К.,
Паздрій І. П., Швачко С. Г. Застосування вібраційного магнітометра для фазового аналізу
спеціальних сталей та сплавів // Вибрации в технике и технологиях. – 2004. – No. 2, (34) – С. 41–43.
14. Данильченко С. Н., Кузнецов В. Н., Станиславов А. С. и др. Структурные особенности
нанокристаллического магнетита различных вариантов синтеза по данным рентгеновской
дифракции и электронной микроскопии // Ж. нано- електрон. фіз. – 2011. – Т.3, No. 3. – С. 139–147.
15. Горелик С. С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электронно-оптический
анализ. М.: Металлургия, 1970. – 370 с. 16. Li L et al. Flow Improvement of Waxy Oils by Modulating
Long-Chain Paraffin Crystallization with Comb Polymers: An Observation by X-ray Diffraction // Ind.
Eng. Chem. Res. – 2011. – 50. – P. 316–321. 17. Горбик П. П., Мищенко В. Н, Абрамов Н. В. и др.
Магнитные свойства наночастиц Fе3O4, полученных жидко- и твердофазным синтезом //
Поверхность. – 2009. – Вып. 1. – С. 165–176.