細(xì)乳液法制備系列聚合物微球及其形貌研究.pdf

1、高分子材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易于改性、易于加工等特點(diǎn)，使其具有其他無機(jī)、有機(jī)材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能。高分子材料廣泛應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民日程生活的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為現(xiàn)代社會(huì)生活中衣食住行用各個(gè)方面不可缺少的材料。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展進(jìn)步和人們對(duì)優(yōu)質(zhì)、舒適、環(huán)保的工作生活環(huán)境的更高追求，簡(jiǎn)單傳統(tǒng)的高分子材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今各行業(yè)的要求，因此具有優(yōu)異性能和不同形貌的新型高分子材料例如不對(duì)稱高分子聚合物材料、空心高分子聚合物材料

2、和核殼結(jié)構(gòu)高分子聚合物材料等成為當(dāng)下高分子方向研究的熱點(diǎn)。其中不對(duì)稱高分子聚合物材料和空心高分子聚合物材料已經(jīng)得到了很廣泛的研究?？蒲泄ぷ髡邆兲岢隽硕喾N多樣的制備不對(duì)稱高分子聚合物材料和空心高分子聚合物材料的方法，同時(shí)部分新型高分子聚合物材料產(chǎn)品也已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中。但目前提出上述兩種聚合物材料的制備方法大都步驟繁瑣，制備時(shí)間較長，并對(duì)生產(chǎn)過程中的使用設(shè)備有非常嚴(yán)格的要求，且反應(yīng)過程中的條件參數(shù)較難控制。上述情況對(duì)新型高分子聚合物材

3、料產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用是造成了巨大的阻礙。與其它幾種制備方法相比較，細(xì)乳液聚合法制備新型高分子聚合物材料的過程對(duì)儀器設(shè)備要求簡(jiǎn)單且所需反應(yīng)時(shí)間較短，成為新型高分子聚合物材料制備的重要方法。本課題采用細(xì)乳液的聚合方法，一步制備出了一系列新型高分子聚合物材料，并對(duì)聚合物材料的形貌和應(yīng)用性能進(jìn)行了探究。具體研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　本文第一部分首先介紹了細(xì)乳液制備方法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)以及細(xì)乳液方法在不同種類高分子聚合物粒子制備中的

4、應(yīng)用。細(xì)乳液法不僅能夠用于制備穩(wěn)定的單分散的納米級(jí)的簡(jiǎn)單聚合物粒子的乳液，還能夠用于制備其他種類的納米級(jí)的粒子，如中空粒子、介孔粒子、核殼結(jié)構(gòu)粒子和Janus不對(duì)稱粒子等。其次本文第一部分重點(diǎn)介紹了Janus不對(duì)稱粒子和中空粒子的幾種主要制備方法和各種制備方法的優(yōu)劣。Janus不對(duì)稱粒子的制備方法中微流體合成法、拓?fù)溥x擇表面改性法、模板自組裝法等對(duì)所用的儀器設(shè)備要求較嚴(yán)格且制備Janus不對(duì)稱粒子的工序繁瑣，對(duì)不對(duì)稱粒子的大規(guī)模合成制備

5、是不適用的。細(xì)乳液聚合的制備方法基于相分離這一原理，對(duì)所用儀器設(shè)備要求簡(jiǎn)單，制備過程能實(shí)現(xiàn)Janus不對(duì)稱粒子的一步合成。
　　本文第二部分通過一步種子乳液聚合研究了Janus不對(duì)稱粒子的制備、形貌及性能:首先采用細(xì)乳液的方法制備出了聚甲基丙烯酸甲酯聚合物微球，以此作為種子乳液。之后實(shí)驗(yàn)再添加苯乙烯作為第二單體。苯乙烯單體進(jìn)入聚甲基丙烯酸甲酯種子微球內(nèi)后在殘余自由基的作用下聚合。兩相聚合物相互作用最終形成Janus不對(duì)稱粒子。實(shí)驗(yàn)

6、研究了種子乳液交聯(lián)度、第二單體苯乙烯的滴加速度和第二單體苯乙烯的加入量對(duì)最終Janus不對(duì)稱粒子形貌的影響，同時(shí)采用透射電鏡(TEM)、紅外(FT-IR)測(cè)試方法對(duì)所制備的Janus不對(duì)稱粒子形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。
　　本文第三部分采用了細(xì)乳液聚合法，以苯乙烯為單體，十二烷基磺酸鈉(SDS)為乳化劑，二乙烯基苯(DVB)為交聯(lián)劑，十六烷(HD)為助穩(wěn)定劑，偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑制備了聚苯乙烯不對(duì)稱微球。實(shí)驗(yàn)通過滴

7、加第二單體丙烯酰胺，在聚苯乙烯的界面處利用殘余自由基繼續(xù)引發(fā)聚合生成聚苯乙烯-丙烯酰胺微球。本實(shí)驗(yàn)研究了乳化劑的用量、石蠟/苯乙烯質(zhì)量比和不同種類引發(fā)劑對(duì)聚苯乙烯半球形貌的影響。通過TEM測(cè)試結(jié)果可知:通過細(xì)乳液聚合所得的聚苯乙烯微球，實(shí)驗(yàn)中乳化劑的用量對(duì)其形貌影響比較大。丙烯酰胺滴加入反應(yīng)系統(tǒng)后在聚苯乙烯的界面處能夠繼續(xù)聚合，最終生成具有兩親性的Janus不對(duì)稱粒子。
　　本文第四部分采用細(xì)乳液聚合方法一步制備出了聚甲基丙烯酸甲