P(Eu3+-co-MMA)功能微球材料的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、單分散高分子微球具有尺寸均一、比表面積大、反應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，活躍應(yīng)用于涂料、分離材料等領(lǐng)域。其中，既具有高分子材料良好的加工成型性能，又能夠達(dá)到熒光材料應(yīng)用要求的高分子基熒光微球成為聚合物功能微球研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)熒光物質(zhì)的研究主要集中于有機(jī)染料和熒光量子點(diǎn)，這類材料存在著熒光壽命短、易受干擾等缺點(diǎn)。近年來，具有特殊熒光性能的稀土材料廣受關(guān)注，其熒光壽命長、發(fā)射光譜窄，檢測(cè)靈敏度高，環(huán)境影響小。長程有序密堆結(jié)構(gòu)的膠體晶體成功制備后，進(jìn)一

2、步將功能化微球進(jìn)行有序組裝成為高分子的發(fā)展方向，即通過納米粒子的功能化來獲得功能性的膠體晶體。本文圍繞著單分散粒徑窄分布的聚合物微球的制備，熒光微球的制備以及以基體納米粒子自組裝成有序功能性的膠體晶體展開了如下的工作:
　　一、單分散聚甲基丙烯酸甲酯微球的制備
　　以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為單體，過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑，甲基丙烯酸(MAA)為穩(wěn)定劑，乙烯基苯(DVB)為交聯(lián)劑，制備了單分散的非交聯(lián)/交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯

3、(PMMA)微球。通過紅外光譜(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、粉末X射線衍射儀(XRD)等分析了聚合物微球的組成、形貌，并研究了聚合反應(yīng)和聚合機(jī)理等。結(jié)果表明:基于沸騰體系制備的聚甲基丙烯酸甲酯微球粒徑均一，位于200-400nm之間，沒有出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。對(duì)不同反應(yīng)時(shí)間的聚合體系研究，提出無皂乳液聚合反應(yīng)經(jīng)歷了“聚合-微囊-解離”等反應(yīng)過程，有別于經(jīng)典乳液聚合機(jī)理而又符合反應(yīng)過程動(dòng)力學(xué)理論。同時(shí)研究了聚合物微球的反應(yīng)條件，

4、使聚合物微球的粒徑得以調(diào)控。
　　二、Eu3+-co-PMMA共聚微球的制備
　　以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為單體，過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑，甲基丙烯酸（MAA）為穩(wěn)定劑，十二烷基磺酸鈉(SDS)為乳化劑，引入稀土三元配合物Eu(MAA)3phen為熒光物質(zhì)，制備得到聚合物熒光微球。通過紅外光譜(FT-IR)、電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分析了熒光微球的組成，結(jié)果表明甲基丙烯酸甲酯與稀土三元配合物是通過共聚的形式結(jié)

5、合的;通過掃描電子顯微鏡(SEM)分析了共聚微球的形貌、粉末X射線衍射儀(XRD)分析了共聚微球的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，表明共聚微球?yàn)榉蔷ЫY(jié)構(gòu)，微球表面潔凈，球形度好且粒徑均一;通過紫外光譜、熒光光譜以及倒置熒光顯微鏡分析了共聚微球的熒光性能，表明共聚微球具有稀土的特征熒光（紅色），且微球的熒光強(qiáng)度隨著稀土配合物含量的增加而增強(qiáng)，沒有發(fā)生濃度猝滅現(xiàn)象。
　　三、膠體晶體微球的制備
　　以單分散聚合物微球?yàn)榛w，采用微流控法構(gòu)筑長程有序的

6、膠體晶體結(jié)構(gòu)。通過掃描電子顯微鏡、3D激光共聚焦顯微鏡、偏光顯微鏡等分析了膠體晶體微球的結(jié)構(gòu)色和微觀結(jié)構(gòu)。膠體晶體微球?yàn)橛行虻牧矫芏逊e結(jié)構(gòu)，且有序性從膠體晶體微球的表面延伸到內(nèi)部;通過膠體晶體微球粒徑分析，表明微流控法得到的膠體晶體微球具有較好的單分散性，制備的膠體晶體微球粒徑范圍較廣;利用光纖光譜儀和金相顯微鏡，測(cè)得了不同結(jié)構(gòu)色膠體晶體微球的反射波長，符合標(biāo)準(zhǔn)色度圖的要求;倒置熒光顯微鏡表明由熒光微球的有序性組裝得到的熒光功能性膠體