無機(jī)納米顆粒穩(wěn)定的聚合物復(fù)合微球的制備.pdf

1、近些年來，隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，以超細(xì)固體顆粒為穩(wěn)定劑制備具有特殊性質(zhì)的Pickering乳液，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。通過Pickering乳液，可以大大減少乳化劑和表面活性劑的使用，減少對(duì)環(huán)境的污染等。本文以納米二氧化硅和四氧化三鐵等為原料，通過不同硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米粒子進(jìn)行改性，然后通過Pickering乳液制備了核殼型聚合物復(fù)合微球。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 (1)以不同的硅烷偶聯(lián)劑(KH-151、KH-55

2、0、KH-560、KH-570)對(duì)Fe3O4進(jìn)行疏水改性，然后利用Pickering乳液聚合法制備了以聚苯乙烯(PS)為核、改性四氧化三鐵為殼的復(fù)合微球，用紅外光譜、光學(xué)顯微鏡和熱重等分析手段對(duì)聚合物微球進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：未改性的Fe3O4制備的復(fù)合微球磁性較好，KH-550次之，而KH-570改性的Fe3O4制備的復(fù)合微球磁性較弱。表面改性劑的比例影響聚合物微球的形成和顆粒大小以及粒徑分布。隨著表面改性劑用量的增加微球的平均粒徑逐

3、漸下降，最后穩(wěn)定在25μm。通過粒徑直方圖和累積直方圖觀察發(fā)現(xiàn)，KH-560和KH-550改性后的微球粒徑分布較為均勻，粒徑分布比較集中，KH-560的微球粒徑比較小，平均粒徑在150μm左右。粒徑分布顯示比例為3:1時(shí)較為均勻。不同比例偶聯(lián)劑用量的直方圖和累計(jì)曲線觀察發(fā)現(xiàn)，隨著偶聯(lián)劑用量的增加微球粒徑逐漸均勻，在偶聯(lián)劑用量為3:1時(shí)粒徑分布最為均勻。通過光學(xué)顯微鏡觀察分析發(fā)現(xiàn)，隨著納米顆粒用量的增加，微球平均粒徑逐漸減小。在粒徑分布直

4、方圖和累積曲線分布上分析隨著納米顆粒用量增加，微球粒徑分布沒有明顯規(guī)律，其用量在一定比例時(shí)，微球的顆粒最為均勻，D50最小。紅外分析結(jié)果表明微球表面覆蓋有經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性的Fe3O4顆粒。熱重分析表明經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性的Fe3O4顆粒附著在微球表面的量沒有未改性的量大。
　　 (2)以不同的硅烷偶聯(lián)劑(KH-151、KH-550、KH-560、KH-570、KH-792)對(duì)納米SiO2粉體進(jìn)行表面改性，得到五種具有不同表面特性

5、的納米SiO2粒子，然后利用Pickering乳液聚合方法，制備了具有核-殼結(jié)構(gòu)的PS-SiO2復(fù)合微球，研究不同表面特性納米SiO2粒子對(duì)Pickering乳液穩(wěn)定性的影響。用紅外光譜(IR)表征了產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)，用綜合熱分析儀(TGA)表征了產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性。紅外光譜表征結(jié)果表明：用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米SiO2進(jìn)行了疏水改性，部分改性劑接枝到納米粒子表面。硅烷偶聯(lián)劑KH-560用不同比例改性SiO2粉體，靜置48小時(shí)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SiO2粉

6、體：硅烷偶聯(lián)劑為2:1時(shí)，乳液具有較高的穩(wěn)定性，并且很長(zhǎng)時(shí)間不容易發(fā)生結(jié)塊，可以進(jìn)行Pickering乳液聚合。反應(yīng)溫度對(duì)微球的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微球的粒徑分布(PDI)隨著溫度的升高而先增大后減小，70℃左右微球相對(duì)比較均勻。改變改性劑和SiO2的比例來調(diào)整納米粒子表面的親水親油性，隨著改性比例的增加，微球PDI和表面形態(tài)以2:1最為規(guī)整。不同種類的偶聯(lián)劑按相同比例改性制備的微球整體都比較小，KH-151改性制備的微球粒徑較均勻，PD