【摘要】：單分散聚合物微球作為一類具有特殊形態(tài)的高分子材料,在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)單分散聚合物微球的制備方法相比,沉淀聚合無需加入任何穩(wěn)定劑及表面活性劑,制得產(chǎn)物表面潔凈且后處理過程簡(jiǎn)單。同時(shí)石蠟乳液作為潤(rùn)滑劑、固化劑、增塑劑在橡膠、造紙、紡織等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。固體石蠟微球也可用于多孔支架、相變儲(chǔ)熱材料、Janus粒子等的制備。但傳統(tǒng)方法制備石蠟乳液經(jīng)常需要添加大量表面活性劑和助表面活性劑或其他添加劑,這不僅增加了產(chǎn)品的成本,而且對(duì)石蠟乳液及石蠟微球在生物領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用帶來不利的影響。我們知道,固體顆�？梢源�?zhèn)鹘y(tǒng)表面活性劑用來穩(wěn)定乳液,稱為Pickering乳液。與使用傳統(tǒng)乳化劑分子穩(wěn)定的乳液相比,Pickering乳液有許多特色或優(yōu)點(diǎn),比如低毒性和優(yōu)異的穩(wěn)定性。本文以十二烯(DC)與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)為共聚單體,不使用任何表面活性劑或穩(wěn)定劑,僅加入少量引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN),通過沉淀聚合制備了單分散P(DC-TMPTA)聚合物微球。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)水用量在0~20 wt%之間時(shí)可制得交聯(lián)微球,增加水用量可使單分散P(DC-TMPTA)聚合物微球的產(chǎn)率以及單體轉(zhuǎn)化率升高;當(dāng)水含量為20 wt%時(shí)所得單體轉(zhuǎn)化率可達(dá)到36%。保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變,增加引發(fā)劑的用量也可以提高單分散P(DC-TMPTA)聚合物微球的產(chǎn)率及單體轉(zhuǎn)化率。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),從0.5 h到8 h制得了粒徑從1μm至1.7μm逐漸增大的P(DC-TMPTA)聚合物微球。在此基礎(chǔ)上,以石蠟為分散相,將反應(yīng)溫度精確控制在略高于所用石蠟的熔點(diǎn),以單分散P(DC-TMPTA)聚合物微球做為穩(wěn)定粒子,在石蠟-水乙醇界面處自組裝制備了石蠟的Pickering乳液。將所制備石蠟乳液的溫度迅速降至室溫,制得了粒徑窄分布的固體石蠟微球。我們探討了反應(yīng)介質(zhì)中水用量、振蕩頻率、聚合物微球用量、聚合物微球粒徑等對(duì)組裝體系的影響及組裝體系隨組裝時(shí)間的變化情況。結(jié)果表明連續(xù)相中水的加入對(duì)制得石蠟微球的形貌及粒徑有很大的影響。水含量處于12 wt%時(shí),θ值最接近且小于90o,有利于形成穩(wěn)定的石蠟乳液,制得石蠟微球的尺寸較小且單分散性最好。隨著振蕩頻率的提高,制得石蠟微球的粒徑逐漸減小。振頻從200 osc/min增至360 osc/min,制得石蠟微球的粒徑從279.3μm降至101.4μm。使用不同粒徑的聚合物微球作為Pickering穩(wěn)定粒子制備的石蠟微球粒徑隨著穩(wěn)定粒子尺寸的增加而明顯變大,且石蠟微球粒徑隨著聚合物微球加入量的增加而減小。通過掃描電子顯微鏡對(duì)石蠟微球表面形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。與Pickering乳液結(jié)構(gòu)一致,大量的聚合物微球包覆在石蠟微球表面。將石蠟微球在液氮中冷凍后用利器敲碎對(duì)石蠟微球的內(nèi)部形貌進(jìn)行了表征。聚合物微球只聚集在石蠟微球表面,石蠟微球內(nèi)部基本不存在P(DC-TMPTA)微球。此外,通過測(cè)定聚合物微球在石蠟-水乙醇界面的三相接觸角以及石蠟-水乙醇界面張力,計(jì)算了聚合物微球在石蠟-水乙醇界面的吸附能,對(duì)該體系形成穩(wěn)定Pickering乳液提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

乙腈作為反應(yīng)溶劑，分別使用二乙烯基苯、氯甲基苯乙烯、烯基單體制備了單分散聚合物微球，并提出了微球的形成機(jī)過程中，低聚物分子鏈長(zhǎng)不斷增加，當(dāng)?shù)途畚镞_(dá)到臨界鏈長(zhǎng)沉淀出來形成初級(jí)粒子，初級(jí)粒子表面的雙鍵繼續(xù)與可溶性使初級(jí)粒子不斷長(zhǎng)大。近年來，本課題組進(jìn)行了沉淀聚合制微球的相關(guān)研究[43-45]。合物微球的應(yīng)用物微球因粒徑高度均一，，可用作光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡以也可以用于測(cè)定半透膜孔徑。單分散聚合物微球還可用作液隔材料，對(duì)于顯示屏來說兩塊液晶片之間的厚度保持高度一清晰度[46,47]。

的填充物能更高效率的分離蛋白質(zhì)等生物分子[50,51]。Kibar甘油酯(GDMA)作為交聯(lián)劑單體與主單體氫氧化磺丙基-2親性單分散多孔聚合物微球，將其用作親水色譜的固定相酸和硫脲等的分離。分散聚合物微球在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。往被應(yīng)用于免疫吸收、臨床檢驗(yàn)，還可以作為藥物載體，來度及釋放時(shí)間，最大程度發(fā)揮藥效并減少副作用[53]。聚合物微球還可應(yīng)用于酶固定，Karagoz 等[54]通過沉淀聚合的酯(EGDMA)和 N-乙烯基甲酰胺(VFA)共聚制得了聚合物微基功能化的聚合物微球，之后通過戊二醛橋連固定漆酶，用單分散聚合物微球在離子交換樹脂、油墨及涂料、以及光電。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O631

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2 梁悅;朱曉麗;姜緒寶;孔祥正;;三羥甲基丙烷三丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯沉淀聚合制備單分散聚合物微球[J];高分子學(xué)報(bào);2016年04期

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本文編號(hào)：2661738