細(xì)乳液法制備系列聚合物微球及其形貌研究.pdf

1、高分子材料獨特的結(jié)構(gòu)和易于改性、易于加工等特點，使其具有其他無機(jī)、有機(jī)材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能。高分子材料廣泛應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民日程生活的各個領(lǐng)域，并已成為現(xiàn)代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展進(jìn)步和人們對優(yōu)質(zhì)、舒適、環(huán)保的工作生活環(huán)境的更高追求，簡單傳統(tǒng)的高分子材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今各行業(yè)的要求，因此具有優(yōu)異性能和不同形貌的新型高分子材料例如不對稱高分子聚合物材料、空心高分子聚合物材料

2、和核殼結(jié)構(gòu)高分子聚合物材料等成為當(dāng)下高分子方向研究的熱點。其中不對稱高分子聚合物材料和空心高分子聚合物材料已經(jīng)得到了很廣泛的研究。科研工作者們提出了多種多樣的制備不對稱高分子聚合物材料和空心高分子聚合物材料的方法，同時部分新型高分子聚合物材料產(chǎn)品也已應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活中。但目前提出上述兩種聚合物材料的制備方法大都步驟繁瑣，制備時間較長，并對生產(chǎn)過程中的使用設(shè)備有非常嚴(yán)格的要求，且反應(yīng)過程中的條件參數(shù)較難控制。上述情況對新型高分子聚合物材

3、料產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用是造成了巨大的阻礙。與其它幾種制備方法相比較，細(xì)乳液聚合法制備新型高分子聚合物材料的過程對儀器設(shè)備要求簡單且所需反應(yīng)時間較短，成為新型高分子聚合物材料制備的重要方法。本課題采用細(xì)乳液的聚合方法，一步制備出了一系列新型高分子聚合物材料，并對聚合物材料的形貌和應(yīng)用性能進(jìn)行了探究。具體研究內(nèi)容及實驗結(jié)果如下:
　　本文第一部分首先介紹了細(xì)乳液制備方法的特點和優(yōu)勢以及細(xì)乳液方法在不同種類高分子聚合物粒子制備中的

4、應(yīng)用。細(xì)乳液法不僅能夠用于制備穩(wěn)定的單分散的納米級的簡單聚合物粒子的乳液，還能夠用于制備其他種類的納米級的粒子，如中空粒子、介孔粒子、核殼結(jié)構(gòu)粒子和Janus不對稱粒子等。其次本文第一部分重點介紹了Janus不對稱粒子和中空粒子的幾種主要制備方法和各種制備方法的優(yōu)劣。Janus不對稱粒子的制備方法中微流體合成法、拓?fù)溥x擇表面改性法、模板自組裝法等對所用的儀器設(shè)備要求較嚴(yán)格且制備Janus不對稱粒子的工序繁瑣，對不對稱粒子的大規(guī)模合成制備

5、是不適用的。細(xì)乳液聚合的制備方法基于相分離這一原理，對所用儀器設(shè)備要求簡單，制備過程能實現(xiàn)Janus不對稱粒子的一步合成。
　　本文第二部分通過一步種子乳液聚合研究了Janus不對稱粒子的制備、形貌及性能:首先采用細(xì)乳液的方法制備出了聚甲基丙烯酸甲酯聚合物微球，以此作為種子乳液。之后實驗再添加苯乙烯作為第二單體。苯乙烯單體進(jìn)入聚甲基丙烯酸甲酯種子微球內(nèi)后在殘余自由基的作用下聚合。兩相聚合物相互作用最終形成Janus不對稱粒子。實驗

6、研究了種子乳液交聯(lián)度、第二單體苯乙烯的滴加速度和第二單體苯乙烯的加入量對最終Janus不對稱粒子形貌的影響，同時采用透射電鏡(TEM)、紅外(FT-IR)測試方法對所制備的Janus不對稱粒子形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。
　　本文第三部分采用了細(xì)乳液聚合法，以苯乙烯為單體，十二烷基磺酸鈉(SDS)為乳化劑，二乙烯基苯(DVB)為交聯(lián)劑，十六烷(HD)為助穩(wěn)定劑，偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑制備了聚苯乙烯不對稱微球。實驗通過滴

7、加第二單體丙烯酰胺，在聚苯乙烯的界面處利用殘余自由基繼續(xù)引發(fā)聚合生成聚苯乙烯-丙烯酰胺微球。本實驗研究了乳化劑的用量、石蠟/苯乙烯質(zhì)量比和不同種類引發(fā)劑對聚苯乙烯半球形貌的影響。通過TEM測試結(jié)果可知:通過細(xì)乳液聚合所得的聚苯乙烯微球，實驗中乳化劑的用量對其形貌影響比較大。丙烯酰胺滴加入反應(yīng)系統(tǒng)后在聚苯乙烯的界面處能夠繼續(xù)聚合，最終生成具有兩親性的Janus不對稱粒子。
　　本文第四部分采用細(xì)乳液聚合方法一步制備出了聚甲基丙烯酸甲