磺化聚苯乙烯制備多孔聚合物微球的機理研究.pdf

1、由于在藥物的儲存和可控釋放、有效封裝活性物質(zhì)(例如蛋白質(zhì)等)、選擇分離、催化載體、粒子交換、傳感器、電流變學(xué)、太陽能電池、模擬光合作用和光學(xué)應(yīng)用等方面的潛在應(yīng)用，多孔聚合物微球的制備備受材料學(xué)家的關(guān)注。隨著對膠體表面、界面化學(xué)的理論認(rèn)識的深入，以及乳液形態(tài)控制技術(shù)和自組裝技術(shù)的發(fā)展，將單分散的乳膠微球在油水界面自組裝形成三維有序包裹體，進而得到多孔微膠囊的方法成為制備聚合物多孔微球的新方法。 本論文對磺化聚苯乙烯(SP)微球以不

2、同條件分散，在油水界面的自組裝行為首次進行了較全面、系統(tǒng)的研究。發(fā)現(xiàn)在不同條件下以不同的機理自組裝，形成形貌各異的多孔微球。建立起以SP微球為模板，輻射乳液聚合為手段，一步制備形貌多變、尺寸可控的多孔微球的簡單、高效的新方法。主要研究結(jié)果如下： 1.將SP微球先分散在油相單體MMA中，再與水相混合配制成乳液。經(jīng)過60Coγ射線輻射聚合，得到多孔聚合物微球。通過光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)對乳液形成過程及最終多孔聚合物微

3、球的形貌觀察，以及對乳液靜置分層過程的宏觀觀測分析，確定了多孔微球是通過多重乳液機制形成的。SP微球首先在MMA單體中溶解，形成兩親性的磺化聚苯乙烯分子鏈，并在油水兩相中分配，加水乳化后形成穩(wěn)定的W/O/W型多重乳液。此多重乳液經(jīng)輻射引發(fā)單體聚合，其中的水份揮發(fā)后形成最終的多孔結(jié)構(gòu)。由此機理出發(fā)，在水中加入可聚合功能單體，可進一步制備出功能化的多孔聚合物微球。 2.將SP微球先分散在水中，再與油相單體混合制成乳液。經(jīng)過60Coγ

4、射線輻射聚合，得到籠狀的多孔聚合物微球。通過OM、SEM對乳液形成過程和乳液靜置不同時間后聚合得到的多孔聚合物微球形貌的分析，證實此籠狀聚合物微球的形成是通過先分散于水中的SP微球在油水界面自組裝形成Pickering乳液；而后被單體溶脹，并導(dǎo)致Pickering乳液解體，溶脹的SP微球重新分散在水中形成3D模板。與此同時，由于磺酸根的親水性引起球表面的水向SP微球內(nèi)部滲透，單體聚合后，水份揮發(fā)，形成了籠狀的多孔微球。 3.在上