多級微納米結構聚苯乙烯基復合微球的制備及功能化研究.pdf

1、近幾年來,具有特定形貌和一定功能的聚合物微球的制備及應用研究已成為高分子材料領域發(fā)展的重要方向。設計及合成集不同特性為一體的中空聚合物復合微球的研究推動了包括化學、物理、生物等學科之間相互交叉發(fā)展,受到研究者極大的關注。
　　 目前,聚合物中空多孔微球大多采用模板法合成,步驟較繁瑣,一般先合成模板,而后在模板上聚合殼層,最后經刻蝕模板得到中空微球。除了這類硬模板外,在水相/油相/水相(W/O/W)或油相/水相/油相(O/W/O)

2、的乳液聚合中,表面活性劑組裝成的膠束及液滴也可作為軟模板用于制備中空多孔微球。典型的W/O/W乳液聚合包括兩個步驟:先形成穩(wěn)定的反相W/O乳液體系,隨后加入水中通過選擇適當的表面活性劑形成穩(wěn)定的W/O/W體系。這個方法雖然避免了模板刻蝕,但是后續(xù)對表面活性劑的洗滌包括離心、洗滌和再分散等處理步驟,限制了其實際應用價值。
　　 本文采用一步法合成多級微納米結構聚苯乙烯基復合微球,即在微米級聚苯乙烯基復合微球的內部構造各種不同的納米

3、結構,合成步驟簡單且制得的復合微球形貌豐富,如有中空多孔結構和核殼結構等;進一步引入Fe3O4和Ag制備的功能性微球,即磁性復合微球、載Ag復合微球和磁性載Ag復合微球,賦予了聚苯乙烯基復合微球一定的磁性及催化性能。具體研究工作如下:(1)以十八醇、馬來酸酐及聚乙二醇為原料合成含雙鍵的可聚合表面活性劑十八醇馬來酸聚乙二醇酯,簡稱O-B-EG。合成中采用不同分子量的聚乙二醇包括(PEG200、400、600、1000)可得到具有不同親水鏈

4、長的O-B-EG。(2)以O-B-EG為表面活性劑,苯乙烯及丙烯酸鈉為單體,通過改變O-B-EG的親水鏈長、苯乙烯與丙烯酸鈉單體復合比等,合成具核殼、中空多孔等不同微納米結構復合微球,建立模型并探討不同微納米結構復合微球的形成機理。(3)選取不同結構的聚苯乙烯/丙烯酸鈉微球為Ag催化劑載體,并以硼氫化鈉還原硝基苯為模型反應,考察載Ag復合微球的催化性能。由于Ag負載在復合微球載體上,能在水相中穩(wěn)定存在,大大改善了Ag納米粒子的催化性能。

5、(4)通過化學沉淀法合成Fe3O4納米粒子,采用油酸進行表面改性,使Fe3O4納米粒子可均勻的分散在苯乙烯與正辛烷組成的油相中,形成磁流體。而后以O-B-EG為表面活性劑,合成磁含量不同的磁性聚苯乙烯核殼結構微球。討論O-B-EG含量等多個因素對磁性微球制備的影響,在此基礎上,進一步加入丙烯酸鈉作為共聚單體,合成多種不同微納結構的磁性聚苯乙烯基復合微球。研究表明,加入丙烯酸鈉可以很好改善聚合物微球對Fe3O4的負載。(5)以磁性聚苯乙烯