PS膠體球的制備及其模板的應(yīng)用研究.pdf

1、本文采用種子乳液聚合法和無(wú)皂乳液聚合法制備不同粒徑的單分散PS膠體球，通過浸漬-提拉法組裝了PS膠體晶體陣列，并以此為模板制備了SiO2和TiO2納米結(jié)構(gòu)。分析了單分散PS球和膠體晶體的合成機(jī)理，討論了采用浸漬-提拉法組裝膠晶模板的特點(diǎn)，研究了工藝參數(shù)對(duì)PS球的合成、模板組裝質(zhì)量和有序納米結(jié)構(gòu)形貌的影響，對(duì)PS膠晶模板和模板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與表征。
　　 以苯乙烯為單體，過硫酸鉀為引發(fā)劑，十二烷基硫酸鈉為乳化劑進(jìn)行了種子乳液聚合。

2、研究了影響因素對(duì)制得的PS膠體球的粒徑及粒徑分布的影響，結(jié)果如下：在其他條件不變的情況下，膠體球粒徑隨苯乙烯單體增加而增加；引發(fā)劑增加，膠體球粒徑成增大趨勢(shì)；隨乳化劑的增加，膠體球粒徑減小。
　　 以苯乙烯為單體，過硫酸鉀為引發(fā)劑進(jìn)行了無(wú)皂乳液聚合。研究了單體、引發(fā)劑及反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)合成的PS膠體球的粒徑及其分散性的影響，結(jié)果如下：在其他條件不變的情況下，膠體球粒徑隨單體濃度的增加而增大；引發(fā)劑增加，膠體球粒徑呈減小趨勢(shì)；反應(yīng)

3、時(shí)間增加，膠體球粒徑增大。
　　 PS膠體球在固-液界面的彎月面處進(jìn)行組裝的過程中，吸附力、浮力和毛細(xì)管力使膠體球成核并生長(zhǎng)成為密排的膠體晶體。由于彎月區(qū)上沿的生長(zhǎng)邊的快速移動(dòng)，浸漬-提拉法增大了濕陣列的面積，使溶劑蒸發(fā)和乳液流動(dòng)得到了增強(qiáng)。
　　 合適的提拉速率能夠得到密排的高度有序的膠晶模板?；宓奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì)對(duì)模板形貌也有影響，基底表面要潔凈、平坦（起伏應(yīng)比顆粒直徑小得多），表面化學(xué)性質(zhì)均一，有良好的親水性。膠體球

4、粒徑均-、分布窄且分散良好，有利于形成完美的PS膠晶模板。
　　 采用浸漬法在PS膠晶模板的間隙內(nèi)填充溶膠時(shí)，由于毛細(xì)管力的作用，易于實(shí)現(xiàn)前驅(qū)體溶膠的有效填充。溶膠濃度和溶膠顆粒粒徑是影響納米結(jié)構(gòu)的重要因素。溶膠濃度的選擇應(yīng)與模板球徑協(xié)同考慮，以得到規(guī)則排列的納米結(jié)構(gòu)。PS球直徑和溶膠濃度都會(huì)影響納米結(jié)構(gòu)的形貌。
　　 填充硅溶膠和二氧化鈦溶膠的PS膠晶陣列模板經(jīng)過干燥后，除去PS膠體球得到了連續(xù)的規(guī)則的納米結(jié)構(gòu)，通過掃