聚合物中空微球的制备及粒径控制

采用种子乳液聚合法制备了高羧基含量的多层核/壳聚合物微球,然后用氨水对其进行碱处理,形成了粒径均一且内部具有空腔结构的聚合物微球。通过傅里叶变换红外光谱仪对核壳微球上的官能团进行分析;结合电导滴定曲线及Zeta电位值对聚合物微球亲水核/疏水壳的结构进行确定。研究了乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)用量和碱处理过程中的碱酸摩尔比对微球粒径及形貌的影响。结果表明,核、多层核/壳和聚合物中空微球的粒径及空腔直径均随SDS用量的增加而减小;碱酸摩尔比的增加有利于聚合物微球体积的膨胀,所得中空微球粒径及空腔直径均随碱酸摩尔比的增加而增大。控制乳化剂用量为0.01~0.03 g,碱酸摩尔比为1.0~2.0,可制得粒径为355~790 nm、空腔为118~450 nm的聚合物中空微球。     

高分子中空微球的制备及其在聚硫密封剂中的应用

以甲基丙烯酸及甲基丙烯酸酯类单体为核、苯乙烯单体为壳层,通过种子乳液聚合法合成核壳结构的聚合物微球。采用碱酸分步处理的方法,将富含羧酸的微球内核充分离子化,通过溶胀离开微球,得到高分子中空微球。通过种子制备阶段乳化剂用量的控制可调控最终中空微球的粒径,并获得两种不同粒径的中空微球(分别为551nm和156nm)。将两种高分子中空微球分别与聚硫橡胶共混,制备出相应的聚硫密封剂。采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、电子拉力机对其结构、形貌、成分及其力学性能进行研究。结果显示:所制备的中空微球粒径分布均匀,中空度较高。添加高分子中空微球可以降低密封剂密度,同时提升其力学性能。相比较而言,粒径较大的高分子中空微球具有更好的应用效果。     

中空聚合物乳胶粒子的合成与结构控制——(Ⅰ)核层乳胶粒的制备及其影响

以甲基丙烯酸/丙烯酸酯/苯乙烯为共聚单体,采用多步种子乳液聚合与碱溶胀的方法制备了中空聚合物乳液微球,通过透射电镜(TEM)和激光粒度仪表征了复合乳液的微相形态,着重研究了核层乳胶粒的制备过程及其影响规律,以及对中空聚合物微球结构的影响。结果表明,核层甲基丙烯酸(MAA)用量在10%~30%,乳化剂用量为单体用量的0.8%~1.2%,通过饥饿态进料的种子乳液聚合方法可制备粒径均一核层乳胶粒,可用于制备理想结构的中空聚合物微球。     

结构可控PMMA/PAN/PMMA三层核壳聚合物微球的制备与表征

采用多步无皂乳液聚合的方法合成了三层核壳结构的聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA/PAN/PMMA)聚合物微球。并通过改变单体加入量得到一系列不同结构的三层核壳微球。使用激光粒度仪、红外光谱、扫描电镜等对得到的三层微球进行表征。结果表明,制备的聚合物微球具有清晰的三层核壳结构,直径在300 nm~500nm之间;其第二层及第三层厚度可分别控制在15 nm~30 nm,40 nm~70 nm之间,较易实现了三层核壳聚合物结构的控制。     

细乳液法合成单核核壳结构氧化硅/聚苯乙烯复合微球

采用细乳液聚合法,以3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)表面改性的直径50nm的氧化硅粒子为核,在乳化剂、助乳化剂、引发剂存在的情况下制备了小粒径、单核核壳结构氧化硅/聚苯乙烯纳米复合微球.研究表明,苯乙烯的浓度、超声细乳化时间,是制备这种小粒径、单分散、单核核壳结构的氧化硅/聚苯乙烯纳米复合微球的关键因素.透射电镜(TEM)的观察显示,在优化的实验条件下,可以制得平均粒径95nm,壳厚20nm,粒径均一、球形规整度较好、单核核壳结构的氧化硅/聚苯乙烯纳米复合微球.其平均粒径远低于用其它聚合方法制备的复合微球.     

Pickering细乳液法制备无机聚合物复合中空微球

采用有机胺催化水解正硅酸乙酯生成SiO_2纳米粒子,经硅烷偶联剂改性后,获得了两亲性的SiO_2纳米粒子。以其作为Pickering乳化剂,成功制备了稳定的Pickering细乳液并合成了无机聚合物复合中空微球。通过红外光谱、透射电镜、扫描电镜和热重分析等测试手段对复合中空微球进行了表征。结果表明:引发剂为偶氮二异庚腈、交联剂用量为0.2%时合成了直径在1.5~2μm之间的复合中空微球。采用低温引发剂有利于合成均一粒径的中空微球;交联剂的用量能够改变微球的粒径大小;不同的单体类型会影响微球的粒径分布。     

核/壳乳胶粒的形态结构和粒径

本文研究了聚苯乙烯/聚丙烯酸2-乙基已酯和聚苯乙烯/聚丙烯酸丁酯核/壳乳胶粒的形态和结构,并研究了乳化剂和单体用量及加入方式对乳胶粒径的影响,结果表明乳胶粒径具有翻转核/壳结构,核/壳层之间形成了接枝共聚物。乳胶粒径随壳单体用量的增加而增加,而壳单体的加入方式对乳胶粒径影响较小。     

含功能性基团“邻苯二甲腈”的核壳型及中空型聚合物微球的制备

通过无皂乳液聚合成功制备了含有功能性邻苯二甲腈基团的核壳型和中空型聚合物微球。首先,通过两步投料的方法制备含邻苯二甲腈的核壳型聚合物微球,然后利用DMF溶解掉聚苯乙烯核层,从而制备出中空型聚合物微球。为了分析所制备微球的组成和结构,进行了FT-IR和TEM测试。实验表明,成功制备了核壳型及中空型聚合物微球,且将功能基团邻苯二甲腈结构成功引入到制备的聚合物微球中。     

自组装囊泡模板法制备酚醛树脂中空微球

采用十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配体系自组装囊泡为软模板,水溶性酚醛树脂为前驱体,通过调控阴阳离子表面活性剂的摩尔配比得到了一系列酚醛树脂中空微球材料。对合成的材料通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附分析仪、热重分析仪(TG-DTA)等仪器进行了表征,得到酚醛树脂中空微球的最佳合成条件为n(CTAB)/n(SDS)=1.4、反应温度为70℃、反应时间为48 h、搅拌速率为400 r/min。合成的微球粒径在30～100 nm之间,球壳为多层膜结构,球壳总厚度在8～12 nm左右,结构具有良好的介观周期性。     

中空TiO2微球的制备及其对聚丙烯酸酯薄膜保温性能的影响

以阳离子PS微球为模板, 钛酸四丁酯为钛源, 氨水为催化剂制备中空TiO₂微球, 通过物理共混法将中空TiO₂微球引入到聚丙烯酸酯薄膜中, 考察了中空TiO₂微球的空心粒径及用量对复合薄膜光反射性、导热系数及力学性能的影响。结果表明: 中空TiO₂微球的引入可显著提升聚丙烯酸酯薄膜的各项性能, 中空TiO₂微球的空心粒径和用量对复合薄膜的性能有不同程度的影响, 随着中空TiO₂微球空心粒径和用量的增加, 复合薄膜的性能基本呈现先提升后降低的趋势, 其中当中空TiO₂微球空心粒径为300 nm、用量为1%时, 所制备的复合薄膜保温性能和力学性能最优。     

纳米级TiO_2中空球的制备

以聚苯乙烯(PS)乳液为模板,首先合成了PS/TiO_2复合微球,采用回流溶解出PS模板的方法,制备出纳米级TiO_2中空球。探讨了不同单体浓度、引发剂用量、乳化剂用量以及反应温度对聚苯乙烯乳液的影响。利用XRD、TG、BET、IR和UV-Vis手段对合成的纳米颗粒进行了表征。研究发现80℃下,单体浓度占总质量的20%、引发剂和乳化剂分别为单体质量的0.3%和3%、回流时间为12h时,可以得到外径为180nm、比表面积为283.4m2/g的TiO_2中空球,且中空球的壳层由大量粒径为8~10nm的TiO_2颗粒紧密堆积而成。     

分散聚合法制备SiO2/PAM核壳复合微球

采用分散聚合法制备出以SiO2为核、PAM为壳的核壳复合微球。根据Stber法制备了单分散SiO2微球,粒径随着TEOS、氨水浓度的增加而增大。采用硅烷偶联剂对SiO2微球进行表面处理,TEM显示处理后的微球继续保持单分散性,粒径有所增加。以SiO2微球或处理后的SiO2微球为核,采用分散聚合法在其上包覆AM,借助TEM、IR对其进行表征;研究发现,以处理后的Si O2微球为核能得到核壳结构,这种SiO2/PAM核壳微球的粒径大约为163 nm,包覆层30 nm左右。     

壳层厚度对中空苯丙乳胶粒结构形态及遮盖性的影响

在利用三层交联型碱溶胀法制备中空苯丙乳胶粒的基础上,采用粒径分析仪、粘度计、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis spectrophotometry)等测试方法考察了壳层厚度对中空乳胶粒结构形态和遮盖性的影响。研究结果表明,壳层的厚度对中空聚合物乳胶粒的形态和遮盖性具有重要影响,随着壳层厚度的增加,乳胶粒粒径先减小后增大,并在壳/中间层包覆核的比值等于7时达到最小值,乳液粘度也一直减小。同时,在壳层厚度增加的过程中,中空聚合物乳胶粒表面粗糙程度逐渐降低,破裂和塌陷的乳胶粒逐渐减少,遮盖性先增强后减弱。壳/中间层包覆核的最佳比值为7～9。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/海藻酸钠-核/壳结构微凝胶的制备与性能研究

选用Ca2+交联的海藻酸钠(SA)为壳,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)交联合成的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶为核,采用预凝胶法合成PNIPAM/SA-核/壳结构微凝胶。结果表明:当表面活性剂(SDS)用量为1%(摩尔百分数,下同),交联剂用量为2.5%时,得到稳定粒径大小的PNIPAM微凝胶。在PNIPAM/SA-核/壳结构微凝胶的合成过程中,不同的核/壳用量也影响最终的粒径大小。研究发现,当PNIPAM用量为20mL,SA用量为0.1g时,可以得到较小粒径的核/壳结构微凝胶。微凝胶的性质通过激光粒度分析仪(DLS)和透射电子显微镜(TEM)进行表征。     

分散聚合法制备聚去氢枞酸丙烯酸乙二醇酯微球

以去氢枞酸丙烯酸乙二醇酯(DAEA)为单体,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为分散剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,异丙醇/水(IPA/H_2O)为分散介质,利用分散聚合法制备了聚去氢枞酸丙烯酸乙二醇酯(PDAEA)微球;利用红外光谱、扫描电镜对聚合物结构和微球的粒径及形貌进行了表征。同时考察了分散剂、引发剂和单体浓度,醇水比及反应温度等因素对其粒径及其分散系数的影响。实验结果表明,PDAEA微球的粒径在1~3μm,粒径分布窄;PDAEA微球的粒径随分散剂用量的增加而减小;随单体和引发剂用量、醇水比的增加而增大,并随反应体系温度的升高而增大。     

种子细乳液聚合法制备PVAc/PS复合微球形貌的研究

以乙酸乙烯酯(VAc)和苯乙烯(St)为单体,十六烷(HD)和聚苯乙烯(PS)为助稳定剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,采用种子细乳液聚合法通过不同的加料顺序制备了不同形貌的聚苯乙烯(PS)/聚乙酸乙烯酯(PVAc)复合微球。考察了乳化剂和助稳定剂的用量对聚合稳定性的影响。采用红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和热失重分析(TGA)等方法对复合微球进行了表征。结果表明,乳化剂的用量为6.5mM、PS/HD质量比为1/4时,聚合反应稳定。以PVAc为种子可以得到Janus结构的复合微球;以PSt为种子可以得到核壳结构的复合微球。进一步采用溶剂去除PS核和皂化反应将PVAc水解,得到了中空结构的PVA微球和Janus型双亲性PS/PVA微球。     

核壳结构丙烯酸酯共聚物的制备及对聚碳酸酯的增韧

采用半连续乳液聚合方法制备了聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PBA/PMMA)核壳结构乳液,经处理制得丙烯酸酯共聚物(ACR),再用ACR对聚碳酸酯(PC)进行增韧改性。研究了引发剂用量、乳化剂配比和用量、交联单体的用量对聚合物乳液的影响,以及ACR含量、核壳比、乳化剂用量和交联单体等对共混物力学性能的影响,并用扫描电镜对共混物冲击断面形貌进行了研究。实验结果表明,随乳化剂用量的增大,乳胶平均粒径减小。在乳化剂用量一定时,随乳化剂中OP-10的增加,乳胶平均粒径增大。在核壳结构乳液中核壳质量比为75/25,交联单体用量为8%,乳化剂用量为3%的条件下,共混物中ACR质量分数为6%时,共混物缺口冲击强度最大,使用交联单体二甲基丙烯酸丁二醇酯(BDDMA)的共混物缺口冲击强度是使用交联单体二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的共混物缺口冲击强度的2倍。随着ACR含量的增加,PC/ACR的缺口冲击强度增加,拉伸强度和弯曲强度略有下降。扫描电镜表明,ACR在PC/ACR中分散粒径大于乳胶粒径。     

核-壳式聚苯乙烯/二氧化硅复合微球及空腔硅球的制备

利用层层自组装的方法制备了粒径和组成可裁剪、具有核-壳式结构的单分散聚苯乙烯(PS)/二氧化硅(SiO₂)复合微球.对复合微球进行热处理除去有机物中心,制备出壁厚可剪裁的空腔硅球.透射电镜(TEM)照片显示二氧化硅纳米颗粒在中心外生成均匀壳层,而煅烧后则可得到轮廓分明的球形空腔;热重分析(TG)说明复合球体的硅含量随着所组装的纳米二氧化硅的粒径的增加而增加;比较PS、SiO₂、复合球体及热处理后的粉体的红外光谱,可分别验证二氧化硅的成功组装和热处理过程中作为中心的PS的完全去除.在吸附相同层的前提下,随着所选用的二氧化硅纳米粒子(10um,20um,40um)的粒径的增大,复合微球的粒径增大,空腔球体的壁厚增加.     

基于巯基烯反应的细乳液法制备巯基-丙烯酸酯聚合物微球的研究

用三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TMMP)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)通过细乳液聚合法制备得到巯基-丙烯酸酯聚合物微球。研究了单体和乳化剂用量对微球形貌及微球粒径分布的影响。结果表明:制备得到球形的共聚物纳米颗粒。单体和乳化剂配比的增加会使微球的粒径增大,单体和乳化剂浓度的降低会使微球粒径分布更宽,但过多的乳化剂会破坏乳液稳定性。     

反相乳液法制备海藻酸钠/壳聚糖纳米微球

分别以吐温80和复合乳化剂司盘80/吐温80为乳化剂,采用反相乳液法,以大豆油为油相,氯化钙(CaCl2)为交联剂制得海藻酸钠(ALG)/壳聚糖(CS)纳米微球。采用SEM和激光粒度分析仪对纳米微球的形貌和粒径进行表征。结果表明,采用复合乳化剂司盘80/吐温80适合油包水体系,制得的ALG/CS纳米微球粒子为球形;采用复合乳化剂比采用单一乳化剂制备的纳米微球粒径分散指数小;随着司盘80∶吐温80的质量配合比不同,微球的粒径随复合乳化剂中吐温80量的增加而减少,粒径分散指数PDI值在0.1~0.2之间;当司盘80∶吐温80质量配合比为1∶1.4时,制得的纳米微球平均粒径最小为364.4nm;当司盘80∶吐温80质量配合比为1∶0.2时,制得的纳米微球平均粒径最大为1171nm。