水熱法可控制備聚合物中空微球.pdf

1、高分子材料的發(fā)展，在很大程度上依賴于制備方法的創(chuàng)新。開發(fā)簡(jiǎn)單、普適性高、可調(diào)控性強(qiáng)的合成路線，一直是高分子材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。水熱法不僅具有操作簡(jiǎn)單、普適性強(qiáng)、適合量化生產(chǎn)等特點(diǎn)，而且可對(duì)材料晶型、尺寸和形貌進(jìn)行有效調(diào)控，已在無(wú)機(jī)納米粒子可控構(gòu)筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，該方法卻極少應(yīng)用于聚合物納米材料的可控合成。本研究利用雙溶劑反應(yīng)體系水熱法，協(xié)同進(jìn)行酚醛樹脂(PF)預(yù)聚物的交聯(lián)固化與苯乙烯(St)單體的自由基聚合，實(shí)現(xiàn)了PSt-PF

2、空心納米微球的形貌調(diào)控及功能化。具體研究工作如下:
　　(1)利用傳統(tǒng)的水熱合成法，以Resol樹脂和St單體為原料，采用乙醇/水或者乙二醇/水的雙溶劑體系，一步制備了PSt-PF復(fù)合納米中空微球，表面活性劑(PVP)的加入可以控制空心納米微球殼層的厚度。采用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)表征了微球粒徑及形貌，采用熱重分析(TGA)、紅外線光譜分析儀(FT-IR)分析了微球成分;
　　(2)通過(guò)

3、調(diào)節(jié)乙醇與水的體積比，實(shí)現(xiàn)對(duì)空心納米微球殼層厚度的調(diào)節(jié)，從而調(diào)控微球形貌。在含有16.6％的乙醇時(shí)，形成的中空微球由于殼層較薄成碗形結(jié)構(gòu)，增加乙醇的含量至41.6％時(shí)，殼層厚度增加使得中空微球成干癟皺縮的囊泡，進(jìn)一步增加乙醇的含量至58.3％時(shí)，中空微球由于壁厚的增加成蘑菇頭形，當(dāng)達(dá)到75.0％的乙醇含量時(shí)，形成的中空微球表面有多個(gè)凹陷腔體;
　　(3)通過(guò)加入第三種功能性單體如四乙烯基吡啶(4-VP)，一步水熱法制備了P4VP-

4、PSt-PF功能化復(fù)合囊泡，通過(guò)負(fù)載Au或Pt納米粒子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了其中的P4VP組分，說(shuō)明該方法的通用性，可以通過(guò)添加其他功能性單體，制備功能化的聚合物復(fù)合囊泡。采用X射線能譜儀(EDS)以及紫外-可見(jiàn)分光光譜(UV-vis)分析了貴金屬負(fù)載囊泡的成分;
　　(4)通過(guò)在反應(yīng)體系中添加交聯(lián)劑DVB，一步水熱法制備了實(shí)心-中空J(rèn)anus結(jié)構(gòu)的PSt-PF-PDVB復(fù)合納米粒子，通過(guò)控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、PVP以及DVB的加入

5、量等一系列對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究了形成實(shí)心-中空結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性因素以及最佳反應(yīng)條件。采用SEM、TEM表征了Janus粒子形貌;
　　(5)通過(guò)控制反應(yīng)條件，探討了水熱法制備聚合物中空納米微球以及實(shí)心-中空J(rèn)anus結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理，其中依據(jù)反應(yīng)單體的化學(xué)性質(zhì)選擇的乙醇/水或者乙二醇/水的雙溶劑體系是形成中空結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性因素，并且水熱反應(yīng)提供的相對(duì)靜止的反應(yīng)環(huán)境也是形成中空結(jié)構(gòu)的決定性條件，而交聯(lián)劑DVB的加入，可使中空結(jié)構(gòu)的納米微球轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)