聚硅氧烷微球及其功能化研究.pdf

1、聚合物微球是一種新型功能材料，可表現(xiàn)出許多特性，如表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、磁效應(yīng)、生物兼容性和功能基團(tuán)等特性，在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量、生物醫(yī)學(xué)、情報(bào)信息、分析化學(xué)、膠體科學(xué)及色譜分離等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值，尤其是近年來(lái)，在聚合物微球上引入各類(lèi)功能基團(tuán)后，使這種功能性微球在生物工程、免疫檢驗(yàn)、電子和微電子技術(shù)、信息產(chǎn)業(yè)、高效液相色譜等許多高新技術(shù)領(lǐng)域顯示出了良好的應(yīng)用前景。聚合物空心微球除了具有低密度、高比表面的特性外，其空心部分還可容納大量的客體分子，

2、產(chǎn)生一些基于微觀“包裹”效應(yīng)的性質(zhì)，從而使得聚合物空心微球在藥物控釋系統(tǒng)、催化領(lǐng)域、建筑材料、光電材料、磁性材料及色譜分離技術(shù)中有潛在的應(yīng)用前景。在反應(yīng)工程中可以用作微反應(yīng)器，使化學(xué)反應(yīng)在限定的微小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。 聚硅氧烷微球是以聚硅氧烷為基材的聚合物微球。聚硅氧烷微球既具有聚硅氧烷本體材料的特性，又具有微球結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此研究聚硅氧烷微球不僅具有重要的科學(xué)意義，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。作為一類(lèi)具有特色的新材料，聚硅氧烷微球可用于橡

3、膠塑料工業(yè)、化妝品、涂料、顏料、光學(xué)產(chǎn)品等領(lǐng)域。如用作改性添加劑、光散射粒子、脫模劑添加劑及元器件的保護(hù)等。 本論文工作以甲基三乙氧基硅烷(MTES)為原料，采用水解縮聚方法，成功制備出實(shí)心聚甲基硅氧烷微球，并對(duì)反應(yīng)體系中反應(yīng)參數(shù)，如：MTES濃度、水用量、催化劑用量、溫度和攪拌速度等條件對(duì)微球形態(tài)及大小分布的影響進(jìn)行了研究。用紅外，透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，結(jié)果表明實(shí)心聚甲基硅氧烷微球

4、粒徑為0.8～1.2岬，粒徑分布較窄，分散性好。聚甲基硅氧烷實(shí)心微球形成的機(jī)理：早期的MTES水解縮聚形成溶膠種子，這些種子在隨后的單體水解縮聚過(guò)程中繼續(xù)生長(zhǎng)得到微球。 同時(shí)在有機(jī)溶劑存在的情況下，以MTES為原料，采用簡(jiǎn)單的水解縮聚方法制備了空心聚甲基硅氧烷微球，紅外、透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡表征的結(jié)果表明，空心聚甲基硅氧烷微球粒徑為0.7～1.5μn、壁厚為150nm～300m，分散性好?？疾炝烁鞣磻?yīng)參數(shù)如MTES濃度

5、、水用量、甲苯用量、催化劑用量、攪拌速度等條件對(duì)微球形態(tài)及分布的影響進(jìn)行了研究，并提出了制備空心球的可能機(jī)理，對(duì)所制備出的空心微球。空心微球的形成機(jī)理：MTES水解縮聚后，可能會(huì)將分散成小液滴的有機(jī)溶劑包敷在里面，水解形成的極性羥基向外與水相連接，硅甲基向內(nèi)與包裹在中心的有機(jī)溶劑親和，縮聚后的聚硅氧烷形成殼，從而構(gòu)筑成空心微球。在實(shí)心與空心聚甲基硅氧烷微球中引入了熒光染料羅丹明B，得到了羅丹明B摻雜的聚甲基硅氧烷實(shí)心與空心微球。熒光分光