聚合物復(fù)合微粒的制備與表征.pdf

1、本文采用異凝聚法以制備具有特殊表面微觀結(jié)構(gòu)的聚合物復(fù)合微粒，并探討可有效控制這種微觀結(jié)構(gòu)的有效方法。本文的研究內(nèi)容分為三個方面：陽離子膠粒的制備及粒徑控制；陰離子膠粒的制備及粒徑控制；復(fù)合微粒的制備及結(jié)構(gòu)控制。
　　 首先以1-溴代十六烷和N,N-二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯為原料，合成陽離子功能單體甲基丙烯酰氧乙基十六烷基二甲基溴化銨(DMHB)。利用紅外光譜儀、核磁共振氫譜儀、元素分析儀、表面張力儀和電導(dǎo)率儀對DMHB進(jìn)行相關(guān)表

2、征，確定其分子結(jié)構(gòu)中帶有反應(yīng)活性的雙鍵，臨界膠束濃度(CMC)為6.7×10-4mol/L。使用陽離子自由基引發(fā)劑，改變陽離子功能單體DMHB的量與苯乙烯(St)進(jìn)行乳液聚合獲得不同粒徑的P(St-DMHB)陽離子納米膠粒。結(jié)果表明，隨DMHB用量增加，最終乳膠粒粒徑規(guī)律性變小，干態(tài)膠粒粒徑可控變化范圍為28～74nm；而乳膠粒ζ電位隨DMHB用量增加先增大，爾后至DMHB用量占總單體質(zhì)量的2％后不再變化。
　　 然后，通過批量

3、法乳液聚合，用過硫酸鉀(KPS)引發(fā)甲基丙烯酸甲酯(MMA)或St聚合制備不同粒徑的陰離子亞微米膠粒。研究了引發(fā)劑用量、聚合溫度、乳化劑用量及單體性質(zhì)等影響因素。結(jié)果顯示，提高引發(fā)劑用量有利于提高聚合反應(yīng)速率，但對乳膠粒粒徑影響不大；提高聚合反應(yīng)溫度有利于提高聚合反應(yīng)速率，降低乳膠粒粒徑；在無任何乳化劑下獲得的PMMA乳膠粒的干態(tài)粒徑可控變化范圍為150～220nm;當(dāng)使用乳化劑時，通過調(diào)節(jié)乳化劑用量可制得干態(tài)粒徑可控變化范圍介于75～

4、200nm之間的PMMA乳膠粒，及干態(tài)粒徑可控變化范圍為90～800nm的PSt乳膠粒。采用半連續(xù)乳液聚合法制備聚(St-丙烯酸丁酯)膠粒時，減少乳化劑用量，有利于獲得較大的乳膠粒，二次成核幾率減小；不斷滴加單體可使乳膠粒不斷長大，但膠粒長大到一定程度后較易產(chǎn)生粘連，水化粒徑可控變化范圍在54～172nm。膠粒所載負(fù)電荷由引發(fā)劑殘基引入，ζ電位不隨聚合條件改變而變化，基本恒定在-48mV左右。
　　 最后，采用基于靜電相互作用的

5、異凝聚法將上述兩種帶有相反電荷的膠粒進(jìn)行組裝，可獲得表面粗糙的草莓型復(fù)合微粒，隨著殼層陽離子膠粒粒徑的減小，復(fù)合微粒表面粗糙度變低。對異凝聚過程中復(fù)合液透光率和微粒大小及分布進(jìn)行跟蹤測試，并通過透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察陽離子膠粒、陰離子膠粒以及復(fù)合微粒的形態(tài)、大小及表面形貌。結(jié)果顯示，通過改變陰離子乳膠粒和陽離子乳膠粒的比例可以實現(xiàn)單位復(fù)合微粒表面的陽離子膠粒數(shù)在一定范圍內(nèi)可控變化。將具有不同表面形態(tài)的微粒沉積在聚合物膜上，測