多孔聚合物微球成孔技术的最新研究进展

综述了多孔聚合物微球的制备方法及成孔机理。种子溶胀法和微膜乳化法用于制备具有微孔、中孔结构的单分散聚合物微球;而大孔聚合物微球的制备通常采用传统的悬浮聚合,并通过后交联法改善其孔性能,提高其比表面积。     

微米级多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的制备、改性及应用综述

微米级多孔聚合物微球作为一种新型功能材料,是目前高分子材料领域的一大研究热点。微球粒径通常在1μm至数百微米,干燥状态下内部有几埃甚至几千埃的孔隙,具有球形度好、比表面积大、骨架密度低、吸附性强、力学强度高、与不同极性的有机溶剂兼容性好等诸多优点,在生物医学、分析化学、环境保护、催化剂载体以及电子产品等领域中有十分广阔的应用前景。其中多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球除了具有高分子微球的一般特点外,还有物理及化学稳定性好、热稳定性好、生产成本低、工业应用前景广等优点,同时微球的苯环反应活性高,易于进行一系列的功能化反应,从而扩大其应用领域。基于上述优点,多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球是目前应用最多的多孔聚合物微球。广阔的应用前景和市场,使得多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的制备和功能化成为国内外学者研究的热点,并取得了令人瞩目的发展。在过去的几十年中逐渐出现了多种微球制备方法。悬浮聚合法是制备多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的传统方法,其操作简单,产物后处理方便,但是得到的微球粒径呈多分散性。种子溶胀法被普遍认为是制备单分散多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球较好的方法,该方法在制备表面功能化、单分散大粒径的聚苯乙烯-二乙烯苯微球方面具有明显优势。沉淀聚合法也可以用来制备单分散的微球,但是该方法制备的微球交联度低、产量低,而且不易制备具有多孔结构的功能性微球。近几年利用微工程乳化技术制备微球的报道越来越多,包括微孔膜/微通道乳化法和微流控技术。这类方法制备的聚苯乙烯-二乙烯苯微球单分散性良好,粒径、孔径等重现性好,为制备多孔聚合物微球开辟了新的方向。与此同时很多研究者致力于功能性多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的开发,通过在微球上引入各种功能基团改善微球的疏水性、溶解性和生物亲和性等,制得的不同特性的微球可应用于高效色谱填料、催化剂载体、生物医学、吸附剂等领域。本文首次详尽地分析和综述了微米级多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的制备方法和改性方法,讨论了影响微球孔径及孔分布的重要因素,并总结了该类微球近几年的应用研究状况,最后对多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的发展前景进行了展望。     

种子溶胀聚合法制备微米级聚苯乙烯微球

以分散聚合法制备的平均粒径为7.7μm的聚苯乙烯微球为种子,与溶胀剂和单体、引发剂的混合物经二步溶胀聚合法溶胀聚合后,制备大粒径单分散聚苯乙烯微球,并讨论溶胀剂的种类、溶胀剂用量、单体用量、单体和引发剂的加入方式、溶胀温度等因素对聚苯乙烯微球粒径及单分散性的影响。结果表明:当邻苯二甲酸二丁酯与聚苯乙烯种子的质量比为7,单体与聚苯乙烯种子质量比为9,且引发剂与单体同时加入,溶胀温度30℃时,可制得平均粒径为12.2μm左右且单分散性较好的聚苯乙烯微球。     

分子印迹聚合物微球制备方法研究进展

分子印迹聚合物微球具有制备简单、使用方便、分子识别效率高且便于控制粒径大小和功能设计等优点，近年来成为分子印迹技术领域研究的热点之一。对分子印迹聚合物微球的制备方法：溶胀悬浮聚合法、沉淀聚合法、悬浮聚合法和表面聚合法及其最新研究进展作了较为详细的综述。     

负载对苯二酚的聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球的制备及缓释行为(英文)

采用超声波改进的二步种子溶胀法制备粒径2.4～9μm的多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球,单分散的聚苯乙烯微球由分散聚合制备并以其作为种球。论文考察了种球类型、超声分散时间、种球和溶胀剂以及交联单体比率等因素对多孔微球形貌及孔结构的影响,并采用扫描电镜、BET等手段对微球性能进行了表征。研究发现超声辅助分散的引入可使产物的粒径分布更窄并将第一步溶胀时间由传统的24h缩短至10h。实验结果表明:种球的单分散性对最终产物的形貌有决定性影响,它的任何形貌缺陷都将在最终产物中被扩大;随着溶胀剂/种球比率和交联单体/种球比率的增加,最终产物的粒径和比表面积增大,孔径减小。以对苯二酚为模型组分,考察其在制得的多孔微球上的缓释行为,发现制得的多孔聚合物微球在用作化妆品活性组分载体时,表现出良好的缓释性能。     

悬浮法制备多孔/中空微球

用悬浮聚合法制备多孔和中空微球,悬浮体系的配方中包含单体、惰性溶剂、引发剂、交联剂和分散剂聚乙烯醇等。随着聚合的进行,聚合物分子量的增大,产生了相分离,得到多孔或中空结构;同时也讨论了交联剂和亲水性单体对聚合物微球形态的影响。用光学显微镜观察聚合物微球的形态并测量微球的尺寸。结果表明,多孔微球的粒径约为30μm,小孔的尺寸约为3μm;中空微球的粒径约为20μm,表面光滑并且有形状不规则的洞。     

微米二氧化硅微球的制备研究进展

以聚合诱导胶体凝聚法、种子生长法、模板法和反相乳液法等制备方法为主线,综述制备微米二氧化硅微球的最新研究进展,同时以所得微球的性能为考察重点,对各种方法进行评价与展望;提出通过硅酸钠等低成本硅原料取代硅酸酯制备高性能硅微球是未来研究重点;改变种子生长法中溶剂的种类、制备粒径更大的单分散微球并进行理论探究成为种子生长法的研究方向;采用模板法对聚合诱导胶体凝聚法制备的微球孔结构进行重组完善,得到纯度较高、机械强度和比表面积较大的微米有序介孔二氧化硅微球,进而用于高性能色谱柱的制备以及生物催化等领域,发展前景可观。     

悬浮聚合法制备功能型甲基丙烯酸酯类聚合物的研究与应用

甲基丙烯酸酯类微球具有与生物样品相容性好、易于修饰、无毒副作用等特点,在生物生化领域中具有重要作用。悬浮聚合法步骤简单、产物处理方便,是最常用的聚合物制备方法。以微球粒径及孔结构为指标,系统综述了悬浮聚合法制备甲基丙烯酸酯类聚合物的各个影响因素,并总结了此类填料在酶的固定化、分子印迹聚合物的制备、药物载体及金属离子吸附等方面的应用,最后对甲基丙烯酸酯类微球的发展趋势进行了展望。     

空心/多孔微球制备技术研究进展

综述了聚合物多孔微球和空心微球的制备方法及其相应的成孔机理。空心微球的制备以模板法为主,而多孔微球的制备则以种子溶胀法和致孔剂法为主。这些方法各有优缺点,根据材料的用途选择相应的制备方法,才能得到性能理想的中空或多孔微球。同时,讨论了多孔微球和空心微球制备中存在的问题及制备方法的选择。     

悬浮聚合法制备稳定的多孔高分子微球

以二乙烯基苯为交联剂,正十八醇为致孔剂,在过氧化苯甲酰引发下悬浮聚合苯乙烯、丙烯腈,制备苯乙烯-二乙烯基苯-丙烯腈交联高分子微球.用SEM(扫描电子显微镜)分析微粒平均粒径及形貌,红外光谱分析高分子微球的结构,原位生成磁性四氧化三铁并用磁天平表征磁响应性的变化,结果表明聚合物为粒径在0.5～7 μm的稳定、多孔高分子微球.     

空心聚合物乳胶粒子的合成研究进展

综述了近年来制备空心聚合物乳胶粒子的四种基本方法和研究成果，即碱溶胀法、酸／碱逐步处理法、非水溶剂挥发法和W／O／W乳液聚合法。着重分析了各种方法的成孔机理和影响因素，并简要介绍了空心乳胶粒子的应用领域，展望了空心乳胶粒子应用的发展趋势。     

种子溶胀法合成微米级单分散聚苯乙烯微球

采用种子溶胀法合成1~10μm单分散聚苯乙烯微球,研究单体与种子微球的不同质量比、聚合温度、分散介质中乙醇浓度以及搅拌速度对聚苯乙烯微球粒径和粒径分布的影响。结果表明,随着单体与种子质量比的增大和聚合温度的升高,微球粒径越大,粒径分布变宽;合成聚苯乙烯微球的适宜条件是单体与种子的质量比范围为0.5~3.5,聚合温度为70~75℃,搅拌速率为150~350 r/min,乙醇在分散介质中的质量分数为10%~15%;合成的粒径分别为6、7、8μm的聚苯乙烯微球的球形度大于96%,粒径相对标准偏差小于5%。     

聚硅氧烷型交联剂的制备及其在聚合物多孔材料中的应用

为了获得性能优异的聚合物多孔材料,首先,在封端剂六甲基二硅氧烷(MM)的存在下,通过硅酸钠与甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)的水解缩聚反应制备了含甲基丙烯酰氧基丙基官能基团的MTQ有机硅树脂;然后,以MTQ硅树脂为交联剂,丙烯酸异辛酯(EHA)为单体,利用高内相比乳液模板法制备了MTQ硅树脂/聚丙烯酸异辛酯(PEHA)聚合物多孔材料;最后,对该多孔材料的孔结构、压缩性能和热稳定性进行了研究。结果表明:采用MTQ硅树脂作为交联剂制备得到的MTQ硅树脂/PEHA聚合物多孔材料的泡孔孔径介于4~10μm范围内,毛孔孔径分布于0.3~2.0μm区间内;泡孔之间紧密相连,毛孔均匀分布且通道较窄。MTQ硅树脂含量对MTQ硅树脂/PEHA聚合物多孔材料的比表面积和孔容的影响较小,但可显著提高聚合物多孔材料的热稳定性和压缩强度;在氮气氛围下,聚合物多孔材料的最大热分解速率温度可达411.5℃。     

Design of colored multilayered electrophoretic particles for electronic inks

The preparation of multilayered latex particles with surface functional groups suitable for use as electrophoretic particles in electronic inks has been studied. The particles are formed by dispersion polymerization and have a polystyrene core, slightly cross-linked with divinylbenzene (DVB), and a poly(methyl methacrylate) (PMMA) or a poly(acrylic acid) (PAA) shell. After grafting alkyl chains on their surface, the particles are negatively or positively charged and sterically stabilized against aggregation in nonpolar solvent. The particles were dyed by incorporation of Nigrosin during polymerization or by swelling in supercritical CO(2) in the presence of a dye. Particle size, morphology, incorporated dye content and zeta potential were determined. A dual-particle electronic ink based on a mixture of the colored multilayered particles and white hybrid TiO(2)-polymer particles was prepared and electro-optically tested.     

高分子纳米粒子研究进展

综述了高分子纳米粒子最新的研究进展,介绍了高分子纳米粒子的研究概况、制备方法、研究方法及应用。其制备方法包括:辐射乳液聚合、种子乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳液聚合、分子自组装、模板聚合、分散聚合。高分子纳米粒子在功能电路的设计、高档涂料、医用等方面得以广泛应用,如将高固含量纳米级胶乳应用于水性涂料,可得到较好的涂膜性能。     

纳米结构材料的模板合成方法

本文综述了以径迹蚀刻聚合物膜或多孔Ａｌ２Ｏ３膜为模板,结合电化学沉积、化学沉积、现场聚合、溶胶－凝胶法和化学气相沉积技术合成导电聚合物、金属、碳、无机半导体等纳米管状或线型材料的方法。同时还介绍了模板合成材料的应用前景。     

Conjugated Polymer Shells on Colloidal Templates by Seeded Suzuki–Miyaura Dispersion Polymerization

The self‐assembly of colloidal conjugated polymers presents a versatile and powerful oute towards new functional optoelectronic materials and devices. However, this strategy relies on the existence of chemical protocols to prepare highly monodisperse colloids of conjugated polymers in high yields. Here, a recently developed Suzuki–Miyaura dispersion polymerization method is adopted to synthesize core–shell particles, in which a conjugated polymer shell is grown onto non‐conjugated organic and inorganic colloidal templates. By chemically anchoring aryl halide groups at the particle surface, a conjugated polymer shell can be attached to a wide variety of organic and inorganic microparticles. In this way, both spherical and non‐spherical hybrid conjugated polymer particles are prepared, and it is shown that the method can be applied to a variety of conjugated polymers. This new method offers independent control of the size, shape and photophysical properties of these novel conjugated polymer particles.     

Porous SiC Ceramics with Controlled Pores by CVI and Oxidation Consumption Processing

Preparation of porous SiC ceramics with controlled pores is demonstrated by oxidation consumption of a chemical vapor infiltration (CVI) C/SiC composite. The results show that the pores formation can be well monitored by thermogravimetric analysis during the oxidation. Performing the oxidation at 800°C is more favorable for obtaining porous ceramic by carbon oxidation consumption. The pores in the prepared SiC porous ceramics are uniform and maintain the same size and shapes with the used carbon fibers. Effective protections of the carbon fibers during CVI as well as negligible following oxidation of SiC are reasons for the pores control. The novelty of the present work is to provide a relative simple method for preparation of porous SiC body with controlled pores as well as for preparation of complex-shaped porous SiC body.     

Synthesis of composite based on submicron sized silver particles hosted on microspheres of surface-functional porous crosslinked copolymer networks

This study presents a different colloidal silver (Ag)/polymer system where Ag submicron particles are anchored onto surface-functional porous microspheres of various commercial copolymers networks, namely Amberlite® GT73 (resin containing thiol group) and Amberlyst® 15WET from Rohm and Haas Co. and Lewatit® VPOC1800 from Bayer Co., both containing sulfonic acid group. The Ag/microsphere composites were prepared via in situ reduction of Ag salt (AgNO₃) by employing three different reductants, namely hydrazine, hydroxylamine and formaldehyde (under alkaline pH). The formation and morphology of the composite microspheres were characterized by scanning electron microscopy (SEM) equipped with backscattered electrons detector (BSE). Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) coupled to SEM allowed the observation of submicron particles in the 50–500 nm size range, which chemical microanalysis of emitted X-rays revealed the presence of metal on the microspheres surface. The significance of the present report is that owing to the affinity between Ag and functional groups of the different copolymers studied on the large surface of the microspheres, it was possible to have an insight on the influence of the functional group in the Ag particles dispersion profile in the composite. Thus Ag particles were observed to be incorporated evenly into the deep pores of the beads with fine size and narrow size distribution in GT73 resin, while non-uniform coarse precipitation was observed in VPOC1800 and 15WET resins. It appears that the morphological features could be strongly influenced by the chemical composition.