磺化聚苯乙烯制備多孔聚合物微球的機(jī)理研究.pdf

1、由于在藥物的儲(chǔ)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(yáng)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(duì)膠體表面、界面化學(xué)的理論認(rèn)識(shí)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(jìn)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(duì)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(jìn)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(jī)理自組裝，形成形貌各異的多孔微球。建立起以SP微球?yàn)槟０?，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?jiǎn)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(guò)60Coγ射線輻射聚合，得到多孔聚合物微球。通過(guò)光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)對(duì)乳液形成過(guò)程及最終多孔聚合物微

3、球的形貌觀察，以及對(duì)乳液靜置分層過(guò)程的宏觀觀測(cè)分析，確定了多孔微球是通過(guò)多重乳液機(jī)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(jī)理出發(fā)，在水中加入可聚合功能單體，可進(jìn)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(guò)60Coγ

4、射線輻射聚合，得到籠狀的多孔聚合物微球。通過(guò)OM、SEM對(duì)乳液形成過(guò)程和乳液靜置不同時(shí)間后聚合得到的多孔聚合物微球形貌的分析，證實(shí)此籠狀聚合物微球的形成是通過(guò)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(shí)，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