各向異性及中空微球的制備和應(yīng)用研究.pdf

1、具有特殊功能和形貌的微球近年來受到了廣泛的關(guān)注，我們因此研究了制備功能性各向異性和中空微球的新方法。通過改變反應(yīng)條件來調(diào)控它們的形貌和性能，研究了各向異性粒子作為粒乳化劑在穩(wěn)定乳液及制備多層次結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，中空微球作為載體在醫(yī)藥和催化領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.發(fā)展了一種由γ射線引發(fā)的種子乳液聚合制備雪人球型磁性/非磁性各向異性納米復(fù)合粒子的方法。通過在無皂乳液聚合制備的聚（苯乙烯-二乙烯苯-丙烯酸）(P(S

2、t-DVB-AA))微球表面原位生成磁性四氧化三鐵粒子，形成了樹莓狀的磁性納米復(fù)合粒子((R)MNPs);以RMNPs為種子，通過γ射線輻射引發(fā)第二單體的種子乳液聚合，獲得雪人型各向異性納米復(fù)合粒子。我們研究了表面活性劑的種類、第二單體的種類及用量、溶脹劑的用量等對(duì)最終納米復(fù)合粒子形貌的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用可聚合的Y型小分子12-丙烯酰氧-9-油酸(AOA)作為乳化劑，以苯乙烯為第二單體，添加溶脹劑2-丁酮的情況下，可以制備出典型的雪人型磁

3、性/非磁性各向異性納米復(fù)合粒子(SMNAPs)。所制備的SMNAPs容易吸附在油水界面上，能夠作為外界磁場(chǎng)可控的顆粒乳化劑來穩(wěn)定水油混合溶液。
　　2.蠕蟲狀P(St-AA)@Fe3O4/SiO2磁性復(fù)合粒子的合成:利用無皂乳液聚合及原位化學(xué)沉淀法成功制備了頭部為超順磁性的P(St-AA)@Fe3O4復(fù)合粒子;并以CTAB為模板，通過溶膠-凝膠法在復(fù)合粒子的一端形成蠕蟲狀的二氧化硅。我們研究了CTAB濃度、TEOS量、氨水的量、前

4、驅(qū)體的組成以及乳化劑的組成等對(duì)最終P(St-AA)@Fe3O4/SiO2復(fù)合粒子形貌的影響。值得一提的是，雖然所得蠕蟲狀復(fù)合粒子整體都呈現(xiàn)出相對(duì)親水的性質(zhì)，但由于頭和身體部分兩親性的差異以及這種粒子的特殊形貌，它們?nèi)阅茏鳛轭w粒乳化劑來穩(wěn)定油水混合溶液，這點(diǎn)與球形均一粒子不同。這種蠕蟲型顆粒乳化劑為Pickering乳液的穩(wěn)定以及構(gòu)建多層次結(jié)構(gòu)材料提供了一種新的途徑。
　　3.利用先溶脹種子微球再包覆無機(jī)殼層，最后進(jìn)行輻射種子乳液聚

5、合的方法，制備了具有兩親性的雪人型P(St-DVB-AA)@SiO2/P(St-DVB)粒子。我們研究了第二單體及無機(jī)前驅(qū)體的用量和種類、不同的輻射聚合條件（劑量率及吸收劑量）等因素對(duì)所得復(fù)合粒子形貌的影響。這種各向異性粒子可以用作理想的顆粒乳化劑來穩(wěn)定油包水型的乳液;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步輻射聚合水相或者油相中的單體之后，就可以得到無皂的多層次結(jié)構(gòu)微球或塊狀材料。
　　4.描述了在同一體系中，利用水解縮合與輻射種子乳液聚合相結(jié)合的方

6、法來制備多種形貌（樹莓型、多頭、三角型和雪人型等）的P(St-DVB-AA)/P(MPS-St)復(fù)合粒子。通過簡(jiǎn)單地改變加入的第二單體或者無機(jī)前驅(qū)體的量，就能達(dá)到控制復(fù)合粒子形貌的目的。所得的樹莓型復(fù)合粒子制成顆粒膜并進(jìn)行疏水改性后，可以使接觸角提高到146°。同時(shí)，所得雪人型復(fù)合粒子可以用作顆粒乳化劑來穩(wěn)定油水混合液;并且在聚合油相后，可以得到多層次結(jié)構(gòu)多孔塊狀材料。我們也嘗試了這種無皂多孔塊狀材料在污水處理方面的簡(jiǎn)單應(yīng)用。
　

7、　5.研究了一種制備Fe3O4@m-SiO2磁性中空微球的簡(jiǎn)單方法。以樹莓型P(St-AA)@Fe3O4粒子為種子，通過溶膠-凝膠法形成介孔SiO2殼層，同時(shí)聚合物核在高濃度氨水乙醇溶液中可被溶解掉，從而一步獲得Fe3O4@m-SiO2磁性中空微球，免去了移除內(nèi)核模板的步驟。我們研究了氨水、CTAB、TEOS的加入量，溶劑的組成和溶膠凝膠反應(yīng)時(shí)間對(duì)最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響，并初步探索了這種磁性中空介孔微球的藥物釋放效果。
　　6.利用乳