聚甲基丙烯酸甲酯微球的制備、組裝與性能研究.pdf

1、本文以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)亞微米球?yàn)樵希?jīng)黑色色素的摻雜、副價(jià)交聯(lián)共聚或固化交聯(lián)的方法，通過(guò)熱輔助浸漬提拉自組裝法，制備了分別具有顏色艷麗、耐溫性或柔軟性的光子晶體膜。
　　采用無(wú)皂乳液聚合的方法制備出粒徑分別為263、235、225和190 nm，大小均一、形貌規(guī)整的PMMA亞微米級(jí)膠體粒子微球。動(dòng)態(tài)光散射分析結(jié)果表明微球具有很好的粒徑均一性和電荷穩(wěn)定性。采用熱對(duì)流自組裝的方法將這四種粒徑大小的微球粒子組裝為薄膜，這四

2、種薄膜分別能顯示出紅、黃、綠、藍(lán)四種結(jié)構(gòu)色，反射率分別為35.6％、34.0％、41.5％及34.1％。微球形貌規(guī)整，排列有序并具有較好的單分散性。向乳液中摻入染料酸性黑210，優(yōu)化得出最佳的酸性黑210的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.49 wt％。在該染料摻入量條件下制備出顏色艷麗的紅、黃、綠和藍(lán)色光子晶體結(jié)構(gòu)色薄膜。
　　采用副價(jià)交聯(lián)制備出甲基丙烯酸（MAA）含量分別為0、10.3、18.7和25.6 wt％的膠體粒子。Zeta電位分析結(jié)果表

3、明微球具有很好的粒徑均一性和電荷穩(wěn)定性。采用浸漬提拉自組裝的方法將這四種MAA含量不同的微球粒子組裝為綠、黃、紅與淺紅四種結(jié)構(gòu)色薄膜，反射峰強(qiáng)度分別為45.1％、29.6％、22.7％以及34.1％。對(duì)薄膜的耐溫性能進(jìn)行了研究并得出，當(dāng)MAA含量為18.7 wt％時(shí)，制備出的光子晶體薄膜能抵抗160℃的溫度，提高了78％。向乳液中摻入炭黑，優(yōu)化得出最佳的炭黑摻入量為1.63 wt％。在該質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，制備出顏色鮮艷的耐溫性PMMA類(lèi)光子晶

4、體薄膜。
　　對(duì)已組裝完成的膠體光子晶體薄膜進(jìn)行交聯(lián)固化實(shí)驗(yàn)。向組裝成膠體光子晶體薄膜的粒子縫隙中滲入硅彈性體聚二甲氧基硅氧烷(PDMS)，在加熱條件下進(jìn)行交聯(lián)固化。對(duì)固化前后的膠體光子晶體薄膜的微觀形貌和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，對(duì)比結(jié)果，探索微觀形貌和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的原因。以PDMS固化交聯(lián)的膠體光子晶體薄膜反射率降低，反射峰發(fā)生明顯紅移。通過(guò)PDMS固化交聯(lián)制備出的薄膜的柔軟性能明顯提升。同時(shí)，向樣品中加入黑色染料酸性黑210，制