乳液原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備單分散聚苯乙烯納米粒子.pdf

1、單分散聚合物粒子因其在化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)以及生物學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而倍受關(guān)注。目前，由于制備技術(shù)的原因而導(dǎo)致無有效途徑制備粒徑為10 nm-100 nm、且單分散的聚合物納米粒子。因此，單分散聚合物納米粒子的制備及其制備技術(shù)已成為高分子科學(xué)、材料科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點之一。本文首先對聚合物納米粒子合成的研究進展、乳液原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)研究進展、星型聚合物、樹枝狀大分子(dendrimers)以及樹枝狀-星型聚合物的合成研究進

2、展進行了系統(tǒng)綜述。
　　 以α-氯代丙酰氯(C3H4Cl2O)分別對第四代聚丙烯亞胺樹枝狀大分子(DAB-Am-32)和季戊四醇(PT)進行改性，以紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、核磁共振碳譜(13C-NMR)和質(zhì)譜(MS)對改性產(chǎn)物進行了表征，成功合成了ATRP用的樹枝狀大分子引發(fā)劑DAB-Am-32-Cl及4臂引發(fā)劑PT-C1。
　　 采用DAB-Am-32-Cl為大分子引發(fā)劑，CuCl為催化劑

3、，Bpy為配體，Tween-20為表面活性劑，成功實現(xiàn)了苯乙烯(St)的乳液ATRP，制得了單分散的樹枝狀大分子-聚苯乙烯納米粒子。樹枝狀大分子-聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)由FT-IR和1H-NMR表征；樹枝狀大分子*聚苯乙烯的分子量及其分布由凝膠滲透色譜(GPC)表征；樹枝狀大分子-聚苯乙烯納米粒子的形態(tài)、粒徑和粒徑分布由激光光散射粒度儀(PCS)和透射電子顯微鏡(TEM)表征；聚合物膜的表面形態(tài)由原子力顯微鏡(AFM)表征。研究了單體/引發(fā)劑比

4、列和表面活性劑濃度對聚合物納米粒子粒徑的影響。結(jié)果表明，樹枝狀大分子-聚苯乙烯納米粒子的粒徑小于100 nm(30-80 nm)且單分散；納米粒子的粒徑可由單體/引發(fā)劑比例和表面活性劑濃度控制：隨著St/DAB-Am-32-Cl比例的增大，納米粒子的數(shù)均粒徑(Dn)和重均粒徑(Dw)逐漸增大；隨著表面活性劑濃度的增大，納米粒子的水合粒徑(Dh)逐漸減小。
　　 采用PT-Cl為引發(fā)劑，CuCl為催化劑，Bpy為配體，Tween-

5、20為表面活性劑，成功實現(xiàn)了St的乳液ATRP，制得了星型聚苯乙烯納米粒子。星型聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)由FT-IR和1H-NMR表征；星型聚苯乙烯的分子量及分子量分布由凝膠滲透色譜(GPC)表征；星型聚苯乙烯納米粒子的形態(tài)、粒徑和粒徑分布由激光光散射粒度儀(PCS)和透射電子顯微鏡(TEM)表征；聚合物膜的表面形態(tài)由原子力顯微鏡(AFM)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征。研究了單體/引發(fā)劑比列、表面活性劑濃度和催化劑/引發(fā)劑比列對聚合物納米粒子粒