球碟納米顆粒的制備及球碟混合膠體相行為研究.pdf

1、自然界中存在豐富的碟狀膠體顆粒，如瀝青、黏土和紅細胞等，碟狀膠體顆粒已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活和工業(yè)生產(chǎn)。相對于棒狀和球狀顆粒膠體，由于缺乏典型的碟狀顆粒模型，目前國內(nèi)外對碟狀顆粒膠體和碟狀混合膠體體系中的相行為研究較少。本論文研究了碟狀磷酸鋯（Zirconium Phosphate,簡稱 ZrP）顆粒和溫敏性聚（N-異丙基丙烯酰胺）（簡稱PNIPAM）微球的合成，并以碟狀ZrP為實驗?zāi)Ｐ?，通過向碟狀ZrP膠體中加入球狀顆粒，研究球碟混合膠體中

2、的相行為。具體工作如下：
　　1．采用水熱法和回流法制備碟狀ZrP，通過XRD、SEM和DLS等表征方法分別對兩種方法制備的碟狀ZrP進行了表征。結(jié)果表明：水熱法制備的碟狀ZrP形貌規(guī)整且呈現(xiàn)清晰的六邊形輪廓，多分散性較低?；亓鞣ㄖ苽涞牡鸂頩rP形貌不規(guī)整且無清晰的六邊形輪廓，分散性較差。水熱法可制備粒徑范圍為300~2000nm的碟狀ZrP，但由于在高溫（200℃）和高壓（大于1atm）條件下反應(yīng)，不適宜進行批量生產(chǎn)。回流法制備

3、磷酸鋯碟片粒徑上限為300nm，但在低溫（100℃以下）和常壓下反應(yīng)，對儀器設(shè)備要求不高，可進行批量生產(chǎn)。
　　2．采用分散聚合法和乳液聚合法制備PNIPAM微球。分散聚合法制備PNIPAM微球，當分散劑聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的用量相對單體N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）的質(zhì)量百分比小于8％時，溫度在22～42℃，PNIPAM微球的粒徑隨著PVP的增加而減小。分散聚合法制備的PNIPAM微球大小均勻，多分散性較低，但形貌不規(guī)整。

4、溫度在22～42℃，乳液聚合法制備的PNIPAM的粒徑隨表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）用量的增加而減小?？刂芐DS的濃度可獲得粒徑范圍在40～600nm內(nèi)的PNIPAM微球，且PNIPAM微球大小均勻，多分散性較低，形貌規(guī)整。
　　3．研究了二氧化硅微球?qū)α姿徜喌鸂钅z體相變的影響。當二氧化硅微球的體積分數(shù)為1.0%時，隨著磷酸鋯體積分數(shù)的增加，球碟混合懸浮液中分別出現(xiàn)I相（Isotropic Phase，簡稱I相）、I-N（N

5、ematic Phase，簡稱N相）兩相共存、玻璃相和凝膠相轉(zhuǎn)變。當二氧化硅微球的體積分數(shù)為1.5%時，隨著磷酸鋯體積分數(shù)的增加，球碟混合懸浮液中分別出現(xiàn)玻璃相和凝膠相轉(zhuǎn)變。當膠體體系中存在不同形狀和大小的顆粒時，顆粒之間會產(chǎn)生空位引力。當二氧化硅微球濃度較高（體積分數(shù)為1.5%）時，顆粒間的空位引力阻礙了ZrP碟片在體系中的擴散，從而使體系中不出現(xiàn)相分離。
　　4．研究了具有溫敏性的PNIPAM微球?qū)Φ鸂頩rP膠體相變的影響。當

6、碟狀ZrP膠體中PNIPAM微球濃度較低時，球碟之間的空位作用使I-N相分離的速率加快，空位引力的作用使N相中碟片的間距減小，N相的體積分數(shù)降低。研究表明：當球碟混合膠體中球碟粒徑的比值q=0.1550時，樣品中會出現(xiàn)I-I分離和I1-I2-N三相共存；當球碟混合膠體中球碟粒徑的比值 q=0.089時，樣品中會出現(xiàn) N-N分離和 N1-N2-I三相共存。實驗結(jié)果驗證了I-I分離的存在，為相關(guān)理論（fundamental measurem