乳液聚合法制备纳米聚合物微球毕业设计论文
扩散控制无皂乳液共聚合制备纳米交联微球

扩散控制无皂乳液共聚合制备纳米交联微球蒋姗;马洁;李夏倩;张洪文;俞强【摘要】采用扩散控制无皂乳液共聚法,将苯乙烯(St),甲基丙烯酸(MAA)和二乙烯基苯(DVB)3种单体进行共聚合反应,制备表面洁净的纳米聚合物交联微球.系统考察了反应温度、引发剂过硫酸铵(APS)、功能单体MAA和交联单体DVB的浓度对聚合反应的影响.红外光谱结果证明发生了共聚反应.扫描电镜(SEM)和激光粒度仪观察到聚合物微球最小粒径小于50nm.当反应温度、功能单体MAA和引发剂APS浓度增加时,单体的转化率也随之增加.反应温度为60℃、70℃、80℃时,反应4h后单体转化率分别达到82%、89%和96%.【期刊名称】《常州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(028)003【总页数】5页(P14-18)【关键词】纳米材料;无皂乳液聚合;扩散控制;交联微球【作者】蒋姗;马洁;李夏倩;张洪文;俞强【作者单位】常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】TQ316.3聚合物纳米微球被广泛的用作医疗诊断、液相色谱和药物输送材料。
近年来,制作聚合物纳米微球的主要方法有微乳液聚合[1-2]、细乳液聚合[3-4]以及多级单体溶胀的种子聚合[5-6]。
此外,无皂乳液聚合不使用乳化剂,是制备单分散性聚合物微球的一个既方便又灵活的方法[7-8]。
然而这种方法难以获得小尺寸的纳米微球。
Camli等[9]通过丙酮作溶剂制备了直径低于100nm的微球,An等[10]报道了一种采用微波进行无皂乳液聚合的简便方法,制备低于50nm含有羟基的交联聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米微球。
尽管这2种方法能够有效的制备低于100nm的纳米微球,但是实验溶剂和装置会增大开销和造成环境污染。
聚合物纳米微球的制备及其性能研究

聚合物纳米微球的制备及其性能研究聚合物纳米微球是一种具有广泛应用前景的新型材料。
其具有超强的稳定性、可调控的形貌、优异的生物相容性等特性,被广泛应用于生物医学、纳米电子器件等领域。
本篇文章将介绍聚合物纳米微球的制备及其性能研究。
一、聚合物纳米微球的制备方法1.逆微乳液聚合法逆微乳液聚合法是一种常用的制备聚合物纳米微球的方法。
它是将水和有机相相互包覆分散形成的微乳液作为反应介质,在反应中添加催化剂和单体进行聚合,形成具有均一尺寸和形貌的聚合物纳米微球。
2.悬浮聚合法悬浮聚合法是将单体直接悬浮在水相中,通过加入交联剂进行聚合反应,形成纳米微球。
这种方法具有操作简单、成本低等优点,但是纳米微球的尺寸分布范围较大。
3.自模板聚合法自模板聚合法是一种新型的制备聚合物纳米微球的方法。
通过在单体中溶解丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸甲酯单体,加入表面活性剂后生成胶束,再通过添加模板进行聚合反应,形成具有高度均一的形貌和尺寸分布的聚合物纳米微球。
二、聚合物纳米微球的性能研究1.形貌和尺寸聚合物纳米微球具有高度可控的形貌和尺寸特性,可以根据需求进行调节。
同时,聚合物纳米微球具有很好的尺寸分布,能够保证其在应用领域中的稳定性和均一性。
2.稳定性聚合物纳米微球具有超强的稳定性,既可以在水相中稳定存在,也可以在有机相中稳定存在。
这种稳定性可以保证其在不同应用领域中的性能优异性和持久性。
3.生物相容性聚合物纳米微球具有良好的生物相容性,可以与生物体内的环境相适应,不会对生物体产生有害作用。
这种特性使其在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
4.表面活性与功能性聚合物纳米微球的表面活性和功能性可以通过掺杂或修饰实现。
在纳米电子器件等领域中,聚合物纳米微球可以用作传感器、催化剂等功能性材料。
总之,聚合物纳米微球具有广泛的应用前景,其制备和性能研究也在不断深入。
随着研究的不断深入,聚合物纳米微球将会成为更广泛、更重要的纳米材料。
乳液聚合法制备纳米级羧基聚合物微球

第38卷第1期2010年1月化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 138No 11・95・基金项目:山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(2004BS04015)作者简介:赵瑞建(1984-),女,在读硕士。
研究方向:有机合成和天然产物有机化学。
联系人:孟凡君。
乳液聚合法制备纳米级羧基聚合物微球赵瑞建 孟凡君3 徐英超(山东大学威海分校海洋学院,威海264209)摘 要 以十二烷基苯磺酸钠(SDBS )为乳化剂、过硫酸钾(KPS )为引发剂、苯乙烯(St )和丙烯酸(AA )为单体,采用乳液聚合方法成功地制备了表面含羧基的聚合物微球。
通过透射电子显微镜(TEM )观察羧基聚合物微球的形态及粒径,并采用电导滴定法对微球表面的羧基含量进行表征。
考察了羧基聚合物微球粒径及表面羧基含量的影响因素。
结果表明,实验条件范围内最佳的乳液聚合条件为:AA 摩尔百分含量≥12%,每摩尔单体用≥318226g SDBS 乳化,用≤119114g KPS 引发,KPS 分两次(2/3,1/3)加入。
关键词 乳液聚合,功能基聚合物微球,羧基聚合物微球,纳米级,电导滴定Preparation of nano 2microspheres with carboxyls on sphericalsurface by emulsion polymerizationZhao Ruijian Meng Fanjun Xu Y ingchao(Shandong U niversity at Weihai ,Marine College ,Weihai 264209)Abstract Polymer microspheres with carboxyls on spherical surface were successf ully prepared through emulsionpolymerization ,employing sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS )as emulsifier ,potassium persulfate (KPS )as initia 2tor and styrene (St ),acrylic acid (AA )as monomers.The shape and size of polymer microspheres were observed through transmission electronic microscopy (TEM ).The amount of carboxyls on microspherical surface was measured with conduc 2tometric titration.Effects on particle size and the amount of microspherical surface carboxyls were investigated.Results obtained within experimental range indicated that optimal reaction conditions were :mole f raction of AA ≥12%,SDBS ≥318226g ,KPS ≤119114g ,KPS added twice (2/3,1/3)in the case of 1mole comonomers.K ey w ords emulsion polymerization ,microsphere containing f unctional group s ,microsphere containing carboxyls ,nanometer grade ,conductometric titration 聚合物微球具有比表面积大、吸附性强、力学性能好、反应性强、表面活性大、凝集作用大以及可回收等特点,在固相有机合成、生物医用、高分子吸附、固载催化剂、标准计量、食品化工以及一些高新技术领域中有广泛的应用[129]。
微乳液法制备纳米材料

微乳液法制备纳米材料仇乐乐摘要:本文介绍了使用微乳液法制备纳米材料的一些基本理论和应用。
从微乳液的定义、形成和稳定性理论方面简单的介绍了微乳液。
又从微乳液制备纳米材料的原理和制备出的纳米粒子的特点方面介绍了微乳液法的一些基本知识。
接着又着重讲述了从微乳液法制备纳米材料的影响因素和应用。
最后对微乳液法制备纳米材料做了总结和展望。
关键词:微乳液,纳米材料,影响因素,应用一、引言微乳液是两种不互溶液体形成的热力学稳定的、各向同性的、外观透明或半透明的分散体系,微观上由表面活性剂界面膜所稳定的一种或两种液体的微滴所构成。
它的特点是使不相混溶的油、水两相在表面活性剂(有时还要有助表面活性剂)存在下,可以形成稳定均匀的混合物。
因而在医药、农药、化妆品、洗涤剂、燃料等方面得到了广泛的应用。
微乳可将类型广泛的物质增溶在一相中的能力已被作为反应介质用于无机、有机各类反应。
当在微乳中聚合时,可得到纳米级的热力学稳定的胶乳,微乳质点的纳米级范围使得能够利用微乳技术制备所要求的大小和形状的超细粒子。
实验装置简单,操作容易,已引起人们的重视。
二、微乳液内超细颗粒的形成机理用来制备纳米粒子的微乳液往往是W/O型体系,该体系的水核是一个“微型反应器”,或叫纳米反应器,水核内超细颗粒的形成机理有三种情况:(1)将两个分别增溶有反应物的微乳液混合,由于胶团颗粒间的碰撞,发生了水核内物质相互交换或传递,引起核内的化学反应。
由于水核半径是固定的,不同水核内的物质交换不能实现。
于是在其中生成的粒子尺寸也就得到了控制。
由此可见,水核的大小控制了超细微粒的最终粒径;(2)一种反应物在增溶的水核内,另一种以水溶液的形式与前者混合。
这时候,水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内,与另一反应物作用产生晶核并生长,产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。
超细颗粒形成后,体系分为两相,其中微乳相含有生成的粒子,可进一步分离得到超细粒子;(3)一种反应物在增溶的水核内,另一种为气体。
悬浮乳液聚合在制备PMMA微球中的应用-论文

收稿 日期 : 2 0 1 4 — 1 1 - 1 2
业 级纯水( 自制 ) ; 种 球 (自制 ) 。
作者简介:滕领贞( 1 9 7 7 一 ) , 男, 衡水人 , 高工 , 现 主要从事 高分 子材 料 方 面 的研 究 。
置顶 式数显搅 拌 ( 上海人 和科学 仪器 ) 、 恒 温
高 导致 新 核 产 生 的结 果 ,综 合 考 虑 粒 子 分 散 性 和
将 引 发 剂 溶 于 MMA或 水 , 阻 聚剂 、 乳 化 剂 溶 于水 , P V A制 成 5 %溶 液 , 四 口瓶 中通 氮 气 吹 除 3 m i n , 加入前述物 料及种球 , 搅拌升温 7 5 ℃, 反 应
( I . 中国乐凯集团有限公 司, 保定 0 7 1 0 5 4 ;2 . 保定市乐凯化学有 限公 司 , 保定 0 7 1 0 5 4 )
摘 要: 以甲基丙烯酸 甲酯( m m A ) 为单体 , 水为分散介质、 聚 乙烯醇( P V A ) 为分 散剂 、 采用不 同5 J 发剂 , 利用悬浮乳 液聚合法制备单分散 聚甲基丙烯酸( P ⅢA ) 微球 。系统研 究 了搅拌速度 、 不同W / O比、 乳化剂种类对聚 合反 应及产物 的
圈广
信息记录材料
2 0 1 5年
第1 6 卷
第1 期
研 究 与 开 发
加热 水浴 ( 郑 州长城 科工 贸 ) ;紫 外 分 光 光 度 计
( 上海精科分析仪器 厂 ) 。
2 . 2实 验 方 法
果; 当乳 化 剂用 量 高 于 2 %且 进 一 步 增 加 时 粒 径 分
布 变 宽 、粒 径 变 小 ,这 可 能是 由 于乳 化 剂 用 量 过
无皂乳液聚合聚苯乙烯微球论文

论文题目:无皂化乳液聚合制备聚苯乙烯微球专业:高分子材料与工程学生:桑玮(签字)指导老师:后振中(签字)摘要随着科学技术的发展,高分子微球的应用越来越广泛,特别是单分散型聚合物微球受到人们的关注,成为研究热点。
在各种高分子微球中,聚苯乙烯(PS)微球研究较多,应用较广,在色谱柱填料、光子晶体光学滤波器、光开关、高密度电磁数据存储器、化学和生物化学传感器等领域具有重要用途。
传统PS微球的制备方法有:乳液聚合法,分散聚合法,悬浮聚合法。
这些方法需要大量的添加剂,后处理复杂,环境污染严重,所得产品表面不洁净,成本较高。
无皂乳液聚合是指完全不含乳化剂或仅含少量乳化剂的乳液聚合,与传统的聚合方法相比,成本低,后处理工艺简单,表面洁净,环境污染小。
本文采用无皂乳液聚合法制备聚苯乙烯微球,研究了单体浓度,引发剂用量,反应体系离子浓度和温度对聚苯乙烯微球粒径的影响。
结果表明,保持其它条件不变,聚苯乙烯微球的粒径随单体浓度的增大而增加;引发剂浓度增大,微球粒径减小;反应体系中离子强度增大,微球粒径增大,离子浓度过大时容易结块且不形成微球。
另外,温度对苯乙烯聚合影响较大,温度相对较低时很难发生聚合。
对所得产物进行红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和激光粒度(DLS)的表征,结果显示,当苯乙烯用量为0.087mol,过硫酸钾用量为1.30mmol,NaCl用量为2.56mmol,反应温度为80℃,反应时间为12h时,所得PS微球的平均粒径约为0.83μm,分散性和粒径分布相对较好。
关键词:聚苯乙烯微球,无皂乳液聚合,制备方法,应用选题类型:ASubject:Soap-free emulsion polymerization preparation of polystyrene microspheresSpeciality:Polymer materials and engineeringstudent:Sang Wei(Signature)Instructor:HouZhenzhong(Signature)ABSTRACTWith the development of science and technology, the application of polymer microspheres more and more widely, especially the single dispersible polymer microspheres by the attention of people, bee a research hotspot. Among various kinds of polymer microspheres, polystyrene (PS) microspheres, which is widely used in the chromatographic column packing, photonic crystal optical filter, light switch, high-density electromagnetic data storage and chemical and biological chemical sensors, etc. Traditional preparation of PS microspheres: emulsion polymerization, dispersion polymerization, suspension polymerization. These methods need a lot of additives, post-processing plex and serious environmental pollution, the product surface is not clean, the cost is higher. Soap-free emulsion polymerization is entirely without emulsifier or only contains a small amount of emulsifier in emulsion polymerization, pared with the traditional polymerization methods, low cost, simple post-treatment processing, the surface is clean, environment pollution is small. This article studied the monomer concentration, initiator dosage, reaction system ion concentration and temperature on the influence of particle size of polystyrene microspheres. The results showed that other conditions remain unchanged, the particle size of polystyrene microspheres increased along with the increase of monomer concentration; Initiator concentration increases, the microspheres particle size decreased; Reaction system in the ionic strength increases, the microspheres particle size increases, the ionconcentration is too large when easy to agglomerate and formation of microspheres. In addition, the influences of temperature on the polymerization of styrene; aggregation at relatively low temperature is difficult to occur. The products for the infrared spectra (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and laser particle size (DLS) characterization, results show that when the dosage of styrene is 0.087 mol, dosage of potassium persulphate 1.30 mmol, dosage of NaCl was 2.56 mmol, the reaction temperature is 80 ℃, the reaction time of 12 h, the average particle size of the PS microspheres of about 0.83 μm, dispersion and particle size distribution is relatively good。
聚合物纳米粒子的制备与应用研究

聚合物纳米粒子的制备与应用研究聚合物纳米粒子,作为一种重要的纳米材料,具有广泛的应用前景。
本文主要介绍了聚合物纳米粒子的制备方法以及常见的应用领域,旨在更好地了解这一纳米材料。
一、制备方法目前,聚合物纳米粒子的制备方法主要有两种:溶液聚合和乳液聚合。
溶液聚合是指将单体溶解在有机溶剂中,加入引发剂后进行聚合反应,最终得到聚合物纳米粒子。
该方法具有操作简单、反应体系稳定等优点,但需要使用有机溶剂,且粒子大小分布较广。
乳液聚合则是采用乳化剂将单体分散在水中,再加入引发剂进行聚合反应,得到聚合物纳米乳液。
该方法具有反应条件温和、粒径分布窄等优点,但需要较高的乳化剂浓度,且乳化剂可能对部分应用性能产生影响。
二、应用领域1.生物医药领域聚合物纳米粒子在生物医药领域的应用十分广泛。
例如,用于癌症治疗的药物纳米粒子可以通过控制其大小和形状,实现对癌细胞的靶向性识别,提高治疗效果并减少药物副作用。
此外,聚合物纳米粒子还可以作为输送载体,用于传递RNA 或DNA等生物分子,以及制备仿生人工器官等方面。
2.材料科学领域聚合物纳米粒子在材料科学领域也有许多应用。
例如,多层壳聚合物纳米粒子可以被用做表面改性剂,以改善纳米材料的组装和性能。
此外,聚合物纳米粒子还可以被用来制备聚合物复合材料、能量转换材料等功能材料。
3.环境保护领域最近,聚合物纳米粒子在环境保护领域的应用也受到了广泛关注。
例如,通过将聚合物纳米粒子添加到水中,可以改善水质,减少水体中的重金属和有机物污染物。
此外,还可以将聚合物纳米粒子用于固体废物处理、大气净化等方面。
三、总结聚合物纳米粒子是一种重要的纳米材料,可以通过溶液聚合和乳液聚合等方法制备得到。
在生物医药、材料科学和环境保护等领域都有广泛的应用。
随着纳米技术的不断进步和发展,聚合物纳米粒子必将在更多领域发挥重要作用,为人类创造更美好的生活。
微乳液聚合在制备聚合物纳米微粒中的应用研究

微乳液聚合在制备聚合物纳米微粒中的应用研究
柯昌美;汪厚植;段辉;张美杰;赵惠忠;李轩科
【期刊名称】《精细石油化工进展》
【年(卷),期】2003(004)006
【摘要】综述了微乳液形成的条件,正相微乳液聚合、反相微乳液聚合、双连续微乳液聚合的特征研究,及其用于聚合物纳米微粒和有机/无机复合纳米微粒制备的研究进展.
【总页数】6页(P11-16)
【作者】柯昌美;汪厚植;段辉;张美杰;赵惠忠;李轩科
【作者单位】武汉科技大学纳米材料与技术中心,武汉,430081;武汉科技大学纳米材料与技术中心,武汉,430081;武汉科技大学纳米材料与技术中心,武汉,430081;武汉科技大学纳米材料与技术中心,武汉,430081;武汉科技大学纳米材料与技术中心,武汉,430081;武汉科技大学纳米材料与技术中心,武汉,430081
【正文语种】中文
【中图分类】TE6
【相关文献】
1.反相微乳液聚合制备丙烯酰胺类聚合物微球的研究进展 [J], 杜荣荣;刘祥
2.L-酒石酸印迹聚合物微球的反相微乳液聚合法制备及其识别性质研究 [J], 高媛;吴根华;汪竹青
3.超临界流体技术制备生物可降解聚合物/药物纳米微粒研究进展 [J], 詹世平; 丁仕强; 王卫京; 李鸣明; 赵启成
4.微乳液聚合物的制备及其对皮革物理机械性能和柔软度的影响 [J], 王学川;赵雅婷;李特
5.微乳液聚合物的性质及应用研究 [J], 刘玉婷;傅雀军;尹捍卫
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
摘要纳米聚合物微球由于其特殊的结构,具有比表面积大、吸附性强、凝集作用大及表面反应能力强等特性。
它在许多领域有着重要的作用,例如可作为粒度标准物质和制备胶粒晶体的原料,也可作为模板制备微胶囊及多孔材料。
本文采用乳液聚合法制备出了粒度在20~50nm的聚苯乙烯(PS)胶体微球,同时考察了单体浓度,乳化剂用量,温度等工艺条件对PS 微球的粒度及单分散性的影响。
研究发现,微球平均粒径随单体浓度升高而增大,随乳化剂用量的增加先增大后减小,随温度的升高而减小。
在苯乙烯的质量为4.025g,水的质量为56g,过硫酸钾的质量为0.0305g,苯乙烯磺酸钠的质量为0.403g,温度为80℃的实验条件下成功制备出平均粒径为42.23nm的单分散聚苯乙烯微球。
同时尝试超声乳液聚合法制备PS微球,考察了超声时间对PS微球的粒度的影响,研究发现,微球平均粒径随超声时间延长而增大。
关键词:乳液聚合;纳米;单分散;聚苯乙烯微球AbstractThe nano-polymer microsphere has large surface area, strong adsorption, aggregation, and surface reaction ability and so on due to its special structure. It plays an important role in many areas, for example ,it can be used as the size standard materials and materials of preparing colloidal crystals, and the template to prepare micro-capsules and porous materials.The monodispersed polystyrene(PS) colloidal microspheres were prepared by emulsion polymerization and the microspheres‟ average particle size are 20 ~ 50nm. At the same time ,some conditions such as the concentration of monomers, emulsifier content, temperature and other processing conditions on monodisperse and particle size of PS microspheres were investigated. that the average particle size increases as the monomer concentration increasess; the average particle size increases at first and then decreases as the emulsifier increases; the average particle size decreases as the temperature rises. The average particle size of 42.23nm monodisperse polystyrene microspheres was successfully prepared in the experimental conditions: the quality of styrene is 4.025g, the quality of water is 56g, the quality of The quality of potassium persulfate) is 0.0305g, the quality of Styrene sulfonate is 0.403g and the temperature is 80℃. At the same time we try to use ultrasonic dispersion method to prepare small particle size of PS microspheres, and investigate the impact of ultrasonic time on the PS microsphere particle size,we found that average particle size increases when we prolong the ultrasonic time .Key words: emulsion polymerization; nm; monodispersed; polystyrene microspheres目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)第2章国内外文献综述 (2)2.1 聚合物微球的制备方法 (2)2.1.1 分散聚合 (2)2.1.2 乳液聚合 (5)2.1.3 超声辐射乳液聚合 (7)2.1.4 种子乳液聚合 (8)2.1.5 核壳乳液聚合 (9)2.1.6 无皂乳液聚合 (9)2.1.7 微乳聚合 (10)2.1.8 反相乳液聚合 (11)2.2单分散聚合物微球的应用 (11)2.2.1 单分散聚合物微球作为粒度标准物质 (11)2.2.2 单分散聚合物微球作为制备胶粒晶体的原料 (12)2.2.3 单分散聚合物微球作为模板制备微胶囊 (12)2.2.4单分散聚合物微球作为模板制备多孔材料 (12)2.3课题的研究意义与研究内容 (13)2.3.1 研究意义 (13)2.3.2 研究内容 (13)第3章实验部分 (14)3.1 试剂及仪器 (14)3.1.1 试剂 (14)3.1.2 仪器 (14)3.2 实验过程 (15)3.2.1 单体的处理 (15)3.2.2 聚苯乙烯微球的制备 (16)3.2.3 微球平均粒径的表征 (16)3.3实验结果与讨论 (17)3.3.1 温度对粒径大小的影响及结果分析 (17)3.3.2 乳化剂用量对粒径大小的影响及结果分析 (18)3.3.3 单体用量对粒径大小的影响及结果分析 (19)3.3.4 超声时间对粒径大小的影响 (20)3.4 小结 (20)第4章结论与展望 (21)4.1结论 (21)4.2 展望 (21)参考文献 (22)致谢 (24)第1章绪论聚合物微球即为高分子微球,指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其他几何体的高分子材料或高分子复合材料,其形貌可以是多种多样的,包括实心、空心、多孔、哑铃形、洋葱形等。
高分子微球也包括微囊,微囊通常是指中间有一个或多个微腔,而且微腔内包埋了某种特殊物质的微球[1]。
纳米聚合物粒子由于其特殊的结构,具有比表面积大、吸附性强、凝集作用大及表面反应能力强等特性,在粒度标准物质、光子晶体的合成等方面有广泛用途[2],已成为聚合物科学领域的一个研究热点,因而其制备方法及其粒径的控制等研究近年来受到广泛的关注。
聚合物纳米微粒主要的制备方法有微乳液聚合和乳液聚合,已成为新兴的功能高分子材料,引起人们极大的兴趣。
80年代初期Stoffer等首次报道了微乳液聚合,用于制各尺寸小、均匀的聚合物乳胶粒。
但是微乳液聚合存在很多缺点,如:乳化剂用量大、单体浓度小、产物粒子纯度差,对于一些易聚集而沉积的聚合物,乳胶粒形态仍然难以控制,另外在一些合成条件如强酸、强碱和离子强度较高的情况下,难以得到稳定的微乳液。
从而使微乳液聚合制备聚合物纳米材料方法难以实用。
此外,传统的乳液聚合可以制备粒径接近50nm的单分散聚合物粒子,而微乳液聚合方法可以直接制备小于50nm的聚合物粒子,但是过高的乳化剂含量及较差的单分散性限制了其应用。
因此用乳液聚合代替微乳液聚合来生产聚合物纳米粒子,尤其是50nm以下的纳米粒子,在理论和实践上都具有重要意义。
第2章国内外文献综述2.1 聚合物微球的制备方法以单体为原料的高分子微球的制备方法有很多种主要分为乳液聚合、无皂乳液聚合、分散聚合、沉淀聚合、悬浮聚合、微乳聚合、细乳液聚合以及种子聚合。
不同方法可以制备不同尺寸的微球。
下表是对几种常见的聚合方法的比较[3]:表2-1 聚合物微球的制备方法(table 2-1 the method of prepare Polymer microspheres ) 比较项目乳液聚合无皂乳液聚合悬浮聚合分散聚合无重力种子聚合溶胀法单体存在场所单体珠滴,乳胶粒,单体珠滴,乳胶粒,水相,介质颗粒介质介质颗粒单体珠滴,颗粒,介质颗粒,介质(少量)存在场所介质介质颗粒介质颗粒颗粒颗粒稳定剂不需要不需要需要需要不需要需要乳化剂需要不需要不需要不需要需要需要聚合反应前状态多相多相二相均相多相二相粒径范围μm0.04-0.5 0.5-1.0 100-1000 1-20 2-30 1-100粒径分散性分布较窄分布窄分布宽单分散单分散单分散2.1.1 分散聚合分散聚合是随涂科工业的发展而产生的,70年代初由ICI公司的研究者们最先指出分散聚合是一种特殊的沉淀聚合,它将稳定剂(或称分散剂)锚定于粒子表面使聚合物稳定地分散在介质中,形成分散体系易使微球(粒径在0.5~20μm)实现单分散性,且工艺简单,适合于多种单体。
2.1.1.1分散聚合特点(1)聚合物颗粒球形好,粒径大(与乳液聚合相比),粒径分布窄。
(2)粘度低,无拉丝性,干燥快,不会使基材变形和生锈,可以在低温下使用,施工性能良好。
(3)可选用毒性低和危险性小的分散介质以减少对环境的污染,因此特别适合于制备各种类型的涂料,染料等[4]。
2.1.1.2 分散聚合原理分散聚合就其本质而言属于沉淀聚合,反应体系由单体、引发剂、稳定剂以及反应介质组成,反应前为均相体系。
随着反应的进行,生成的聚合物链变长,在反应介质中溶解度逐渐降低.当聚合物链达到临界链长后,从介质中析出,在稳定剂的作用下形成稳定的核心。
单体不断向核内扩散聚合,同时介质中的聚合物链不断被核表面所…捕获‟,逐渐增大,最终以微球形式分散在介质中。
影响微球性能主要有两方面因素:反应体系的组成及反应条件。
反应体系的组成包括单体、引发剂、稳定剂、分散介质等的种类和浓度;反应条件有反应温度以及搅拌速度等。
分散聚合中常用的引发剂有偶氮二异丁腈,过氧化苯甲酰,过硫酸钾等引发剂,也可采用混合引发剂。
稳定剂是微球形成过程中成核的关键,常用的稳定剂有聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素及其衍生物等。