pH敏感相變材料微膠囊自組裝合成及性能表征.pdf

1、pH敏感材料屬于智能材料，智能材料是可以主動(dòng)對周圍變化做出響應(yīng)，智能材料種類很多，例如金屬材質(zhì)，非金屬材質(zhì)、高分子材料、光敏智能高分子材料、pH敏感高分子材料。敏感性高分子聚合物是當(dāng)外界發(fā)生變化（比如pH、溫度），聚合物相當(dāng)于“指示器”一樣，將外界的變化以它特有的形式反饋出來?？茖W(xué)家通過不斷的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)敏感材料可以在釋放藥物和蛋白質(zhì)分離方面有所應(yīng)用，將來必將在患者藥物控釋和生物體治療研究上大有可為。聚甲基丙烯酸(PMAA)的單體是甲基丙烯

2、酸，它是在環(huán)境敏感領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種材料，，尤其是在pH敏感性方面。聚甲基丙烯酸的單體α-甲基丙烯酸，它的分子結(jié)構(gòu)中的羧基具有可解離的羧基，當(dāng)周圍pH發(fā)生改變時(shí)，羧基可以獲取或失去質(zhì)子，周圍環(huán)境呈酸性，羧基旱非解離的-COOH，相鄰的羧基間會(huì)形成氫鍵使得α-甲基丙烯酸呈收縮狀態(tài);而當(dāng)pH值升高后的環(huán)境中，羧基便釋放質(zhì)子解離成—COO-而失去了氫鍵的作用。
　　本論文實(shí)驗(yàn)的合成部分，是以正二十烷作為芯材相變材料，借助甲基丙烯酸甲酯(

3、MMA)的熱傳導(dǎo)性和穩(wěn)定性，還有甲基丙烯酸(MAA)羥基對pH敏感的特性，將二者聚合物作為微膠囊的外層壁材，實(shí)現(xiàn)共聚物對正二十烷芯材包覆，將正二十烷微膠囊化。實(shí)驗(yàn)過程分別用到了表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)、甲基丙烯酸甲脂(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)、引發(fā)劑分別是過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈(AIBN)、過硫酸鉀。研究了一定范圍表面活性劑濃度、不同的攪拌速率、正二十烷與單體的質(zhì)量對比對于微膠囊表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和相變性能的影響。

4、
　　在論文實(shí)驗(yàn)的表征部分，使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察微膠囊的表面形貌;透射顯微鏡是可以從微觀表現(xiàn)微膠囊的微觀結(jié)構(gòu);X射線能譜分析(EDAX)可以進(jìn)一步分析出微膠囊的元素組成成分和各種元素的含量;X射線光電子能譜分析(XPS)能夠分析出微膠囊的化學(xué)元素組成;差示掃描量熱儀(DSC)和熱失重分析(TGA)可以直觀的表現(xiàn)出微膠囊對相變材料的包覆率、耐久性和熱穩(wěn)定性;通過紅外熱成像儀分析對微膠囊的太陽能的光熱轉(zhuǎn)化效率;通過核磁共振

5、(NMR)測試共聚物的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)單元的鏈接方式。
　　通過實(shí)驗(yàn)過程中有效的表征儀器分析制備聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸包覆正二十烷的微膠囊的最佳合成條件是表面活性劑濃度為0.2mol.L-1，攪拌速度為350r/min，，在上述條件下合成的微膠囊具有了比較好的核-殼結(jié)構(gòu)，微膠囊的微觀形貌為表面光滑的圓球。在最佳的合成條件下制備的微膠囊具有良好的相變性能、熱穩(wěn)定性、耐久性、抗?jié)B透性，能夠更好的實(shí)現(xiàn)太陽能光熱轉(zhuǎn)化同時(shí)具有良好的pH敏感