輻射高內(nèi)相乳液模板法制備聚合物互通多孔材料.pdf

1、聚合物貫通多孔材料因在生物組織工程、催化、分離、傳感器等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，而得到人們的廣泛關(guān)注。高內(nèi)相乳液(HIPE)模板法通過改變?nèi)橐阂旱蔚某叽绾托螤睿梢钥刂凭酆衔镓炌ǘ嗫撞牧系慕Y(jié)構(gòu)，因而成為制備這一材料最常用和簡便的方法之一。本論文中，我們結(jié)合γ射線輻照和HIPE模板法制備了中等極性單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)的貫通多孔材料、聚苯乙烯(PS)大孔材料和聚丙烯酰胺-羧化殼聚糖(PAM-CCs)多孔材料。具體工作內(nèi)容概括如下:<

2、br>　　 1.以Span80為乳化劑，采用反相高內(nèi)相乳液(W/OHIPE)模板法，通過γ-射線輻照引發(fā)單體聚合制備了具有良好結(jié)構(gòu)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)貫通多孔材料。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)MMAHIPE穩(wěn)定性的影響較大，常溫下乳液能長時(shí)間保持均相，而高溫下的乳液則會(huì)快速破乳。在輻射引發(fā)MMAHIPE聚合時(shí)，由于體系中存在少量難以清除的氧氣會(huì)阻礙反應(yīng)的順利進(jìn)行，所以必須加入少量的引發(fā)劑或還原劑以消除氧氣的阻聚作用。此外，隨著體系中

3、乳化劑含量的降低，乳液的穩(wěn)定性下降，多孔材料的孔徑將增大，甚至得不到貫通多孔結(jié)構(gòu)。不過，即使乳化劑的含量不足，只要其用量超過某個(gè)臨界值，在體系中加入少量的助穩(wěn)定劑，依然可以得到含有大量貫通多孔結(jié)構(gòu)且分布均勻的聚合物材料(polyHIPEs)。不僅如此，隨著體系中分散相體積分?jǐn)?shù)的增大，PMMApolyHIPEs的孔徑將逐漸增大，比表面積和孔容積相應(yīng)增大，但機(jī)械性能變化趨勢不明顯。
　　 2.以油包水型高內(nèi)相乳液(W/OHIPE)為

4、模板，分別通過γ-射線輻照引發(fā)和化學(xué)引發(fā)劑引發(fā)單體聚合，成功地制備了PS貫通多孔材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，苯乙烯(St)高內(nèi)相乳液對(duì)溫度較為敏感，溫度越高乳液的穩(wěn)定性越差。與化學(xué)法相比，輻射法得到的PS貫通多孔材料，不僅能保持較好的形貌，還能大大減少體系對(duì)乳化劑的需求。隨著體系中分散相體積分?jǐn)?shù)的增大，多孔材料的孔徑逐漸增大;隨著乳化劑濃度的升高，乳液的穩(wěn)定性提高，多孔材料的孔徑逐漸減小。此外，輻射法得到的PS貫通多孔材料較化學(xué)法的機(jī)械性能有所

5、降低，降低乳化劑的濃度也會(huì)使材料的壓縮強(qiáng)度和楊氏模量降低。與PMMA多孔材料相比，PS多孔材料的比表面積和孔容積小。這主要是由于前者的內(nèi)壁上存在大量微孔，而后者的則較為平整。
　　 3.我們以殼聚糖為原料，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線，合成了含有雙鍵的寡聚糖MPCS，并嘗試將其用于制備HIPE。但是MPCS不溶于常用的單體和溶劑，因而難以直接用于配制HIPE。所以，我們直接以丙烯酰胺(AM)和羧化殼聚糖(CCs)為水相，煤油為油相，采用正相