表面帶不同離子基團(tuán)的溫敏性微凝膠的制備及其膠體穩(wěn)定性的研究.pdf

1、用無皂乳液聚合方法合成的聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)溫敏性微凝膠，具有單分散性好、表面無乳化劑污染等特點(diǎn)。合成過程中使用的引發(fā)劑首先起引發(fā)聚合反應(yīng)的作用，另外它的分解碎片以化學(xué)鍵連接在PNIPAM微凝膠表面，一方面為分散在水介質(zhì)中的微凝膠粒子提供膠體穩(wěn)定作用，另一方面賦予PNIPAM微凝膠一些特殊的用途，如用于制備具有溫敏性的膠體晶體，分離生物活性物質(zhì)，作為醫(yī)學(xué)檢測(cè)試劑的載體等。本文分別用過硫酸銨(APS)、2，2’一偶氮二

2、(2-脒基丙烷鹽酸鹽)(V50)以及4，4’一偶氮二(4-氰基戊酸)(ACVA)為引發(fā)劑，通過無皂乳液聚合方法合成PNIPAM微凝膠。重點(diǎn)研究了反應(yīng)介質(zhì)pH值對(duì)PNIPAM微凝膠的粒徑、溶脹比和表面zeta電勢(shì)的影響，以及表面帶不同離子基團(tuán)的PNIPAM微凝膠在不同pH分散介質(zhì)中的膠體穩(wěn)定性，獲得以下主要研究結(jié)果： 1.由于APS為強(qiáng)酸型無機(jī)鹽引發(fā)劑，而V50和ACVA分別為弱堿型和弱酸型偶氮類引發(fā)劑，在用無皂乳液聚合法合成PN

3、IPAM微凝膠過程中，反應(yīng)介質(zhì)pH值對(duì)由V50和ACVA做引發(fā)劑合成的微凝膠的粒徑和溶脹比有較大的影響。這是由于這兩種引發(fā)劑的離子化程度與介質(zhì)pH值有很大關(guān)系，離子化程度越低，PNIPAM微凝膠的溶脹比越小。微凝膠溶脹比減小，意味著其內(nèi)部交聯(lián)密度增加，可能是因?yàn)槲措x子化的引發(fā)劑進(jìn)入PNIPAM微凝膠內(nèi)部，在發(fā)生熱引發(fā)反應(yīng)后導(dǎo)致微凝膠內(nèi)部形成更多的交聯(lián)點(diǎn)。 2．引發(fā)劑分解碎片的帶電性質(zhì)決定PNIPAM微凝膠表面zeta電勢(shì)是正值還

4、是負(fù)值。用弱酸型或弱堿型偶氮類化合物做引發(fā)劑，反應(yīng)介質(zhì)pH值不僅影響PNIPAM微凝膠的粒徑和溶脹比，還影響它表面zeta電勢(shì)的絕對(duì)值大小。反應(yīng)介質(zhì)pH值導(dǎo)致引發(fā)劑離子化程度越低，微凝膠的zeta電勢(shì)越小。進(jìn)一步說明部分未離子化的引發(fā)劑進(jìn)入到PNIPAM微凝膠內(nèi)部，引發(fā)了PNIPAM分子鏈之間的交聯(lián)反應(yīng)。 3．用APS、V50和ACVA為引發(fā)劑合成的PNPAM微凝膠表面分別帶硫酸根離子基團(tuán)、脒基基團(tuán)和羧酸基團(tuán)。分散介質(zhì)的pH值對(duì)

5、這三種PNIPAM微凝膠的膠體穩(wěn)定性的影響不一樣，帶脒基基團(tuán)和羧酸基團(tuán)的PNIPAM微凝膠的膠體穩(wěn)定性有明顯的pH依賴性。在研究的分散介質(zhì)pH范圍(4～10)內(nèi)，表面帶硫酸根離子基團(tuán)的PNIPAM微凝膠的膠體穩(wěn)定性與介質(zhì)pH值關(guān)系不大，而在pH=4時(shí)，表面帶羧酸基團(tuán)的PNIPAM微凝膠的膠體穩(wěn)定性明顯降低，在pH=10時(shí)，表面帶脒基基團(tuán)的PNIPAM微凝膠的膠體穩(wěn)定性最差。根據(jù)PNIPAM微凝膠表面zeta電勢(shì)與分散介質(zhì)pH值之間的關(guān)系