无皂乳液聚合制备多孔聚苯乙烯纳米微球

苯乙烯(St)单体、过硫酸钾(KPS)和二乙烯基苯(DVB)通过无皂乳液聚合,在70℃下反应8 h,合成聚苯乙烯(PS)纳米粒子,PS磺化,得到磺化聚苯乙烯(SPS),通过正庚烷和乙醇溶胀后,水进入粒子内部发生相分离,形成多孔聚苯乙烯PS,在-30 k Pa负压条件下,负载缓蚀剂苯丙三氮唑(BTA)。考察单体量和反应时间对粒子形态的影响。结果表明,采用10 g St,0.05 g KPS,100 mL去离子水,反应2 h后加入0.05 g DVB,可以得到粒径合适、球形完整的PS纳米微球。PS微球磺化6 h,n(乙醇)∶n(水)∶n(正庚烷)=5∶5∶1,造孔10 h时,可得到形貌和孔径合适的多孔SPS纳米微球。SEM、TEM和FTIR表明,多孔SPS微球表面和内部负载上了一定量的缓蚀剂BTA。     

微米级单分散聚苯乙烯微球的制备

以苯乙烯(St)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散稳定剂,在乙醇-水反应介质中,采用分散聚合法制备了微米级单分散聚苯乙烯(PS)微球。分别用电镜扫描和激光粒度仪表征了PS微球表面形貌、粒径及粒度分布,探讨了影响PS微球粒径及粒度分布的诸多因素。结果表明,AIBN用量(以单体质量计,下同)大于5.0%或PVP用量(以单体质量计,下同)小于2%时,PS粒子间有聚并现象;当St浓度为10%、AIBN用量为2.5%、PVP用量为5.5%、醇水质量比为90∶10、聚合温度为70℃时,制备的PS微球粒径为1.612μm、粒度分散系数为0.357,微球单分散性及球形度最佳。     

界面溶蚀法制备多孔磺化聚苯乙烯/壳聚糖微球及其Cr~(3+)吸附研究

采用固/液界面溶剂溶胀诱导相分离法,对磺化聚苯乙烯(SPS)和表面负载有生物相容性的壳聚糖(CS)的核壳型SPS/CS两种微球进行溶蚀,制备出具有多孔结构的SPS和SPS/CS微球。研究发现,溶剂类型和醇水比是影响多孔聚合物微球形态的主要因素。利用透射电镜(TEM)对多孔微球的结构进行表征,通过紫外可见分光光度计(UV-Vis)测定SPS/CS多孔微球在室温环境下对Cr3+的吸附行为。结果表明,界面溶蚀法可制备出形貌均一的多孔聚合物微球,其对Cr3+吸附量明显优于实心结构的微球。     

纳米聚合物填料的制备及其填充橡胶性能研究

采用乳液聚合法制备单分散交联聚苯乙烯(PS)和α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(α-Ms-AN)乳胶粒子,并研究其填充NBR和SBR胶料性能.结果表明,当引发刺KPS,乳化剂OP-10和SDS、交联剂DVB质量分别为单体质量的1%,3.3%,6.6%和20%时,可制备出平均粒径为43 nm、玻璃化温度(Tg)为125℃的PS纳米微球;当引发剂APS,乳化剂MS-1和交联剂DVB质量分别为单体质量的0.3%,2%～3%和15%时,可制备出平均粒径为47 nm,Tg为152℃的α-MS-AN纳米微球.两种填料在NBR和SBR胶料中的最佳用量均为30份;PS填充SBR胶料的物理性能优于其填充的NBR胶料;α-MS-AN填充的NBR胶料物理性能优于其填充的SBR胶料.     

聚苯乙烯微球负载银的性能研究

以苯乙烯(St)为单体,碳酸氢钠(NaHCO3)作离子调节剂,过硫酸铵((NH4)2S2O8,APS)作引发剂,采用无皂乳液聚合法,制备粒径均匀的聚苯乙烯(PS)微球,在聚合反应进行5h时加入硝酸银(AgNO3)与氨水,得到聚苯乙烯复合银纳米微球。利用X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼(Raman)等表征手段对样品进行了研究与分析,并且对不同银投加量的微球进行了抗菌性能探究。结果表明:聚苯乙烯微球是以六方堆积整齐排列结构,XRD和XPS结果表明银成功负载到了微球上,通过SEM与TEM的共同表征发现,聚苯乙烯的内部和表面都存在银纳米颗粒,同时银的负载也可以增强微球的拉曼信号,并赋予微球一定的抗菌性能。本研究可为纳米银及聚苯乙烯微球应用领域的拓展提供一定的实验基础。     

种子溶胀聚合制备苯乙烯-二乙烯苯多孔交联微球

以苯乙烯分散聚合制备单分散种子微球(PS),再用超声分散改进的二步种子溶胀聚合制备了聚苯乙烯-二乙烯苯(PSt-DVB)多孔微球。用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和比表面积孔径分布测定仪(BET)等对种子微球和多孔微球的表面形貌及孔结构进行了表征。结果表明,随分散介质极性的增大,所得PS种子微球的粒径变小,相对分子质量增大;固定种子微球用量,随着DBP和DVB用量的增加,交联微球比表面积上升、孔径下降。以乙醇为介质制备种子微球,当DBP体积为1.0 mL,DVB体积为8~10 mL时,能够得到4~7μm单分散性良好的多孔PSt-DVB微球。     

磺化聚苯乙烯的制备及其催化性能的研究

以聚苯乙烯(PS)微球为载体,浓硫酸为磺化剂,制备磺化聚苯乙烯微球,并通过SEM、FTIR、XRD等方法对样品进行表征。结果表明,在磺化时间5 h,磺化温度50℃,固液比为1∶10的条件下,固体酸的酸量为0.750 mmol/g,酯化效果最佳。通过优化酯化条件,在反应醇酸比2∶1、温度为70℃、反应时间5 h的条件下,催化剂用量为乙酸质量的7%时,所得到的酯化率最高为69%。     

磺化聚苯乙烯的制备及其催化性能的研究

以聚苯乙烯(PS)微球为载体,浓硫酸为磺化剂,制备磺化聚苯乙烯微球,并通过SEM、FTIR、XRD等方法对样品进行表征。结果表明,在磺化时间5 h,磺化温度50℃,固液比为1∶10的条件下,固体酸的酸量为0.750 mmol/g,酯化效果最佳。通过优化酯化条件,在反应醇酸比2∶1、温度为70℃、反应时间5 h的条件下,催化剂用量为乙酸质量的7%时,所得到的酯化率最高为69%。     

致孔剂用量对苯乙烯悬浮聚合微球粒径和密度的影响

以苯乙烯(St)为单体,正庚烷为致孔剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,用悬浮聚合法制备聚合物微球,在转速和分散剂一定的条件下,研究致孔剂用量对聚苯乙烯微球粒径和密度的影响。结果表明,微球的粒径和密度均受致孔剂含量的影响。致孔剂含量影响初始液滴大小、致孔剂均匀分布、液滴中致孔剂和聚苯乙烯比例、相分离难易和微球的溶胀度等方面,这些因素共同影响微球粒径和密度。在实验条件范围内,V(致孔剂)∶V(St)=0.40时制备的微球粒径最大,平均粒径1.6mm;V(致孔剂)∶V(St)=0.80时微球密度最低,为0.899 8g/cm3,漂浮率最高,为96.29%。     

磺化聚苯乙烯微球固体酸催化制备油酸乙酯研究

采用回流-沉淀聚合法制备单分散聚苯乙烯微球(PS)；然后以氯磺酸为磺化剂，通过磺化反应制备了磺化聚苯乙烯微球。测试其粒径、Zeta电位和酸密度，探讨磺化剂的最佳用量和最佳磺化时间，获得了酸密度为2.56mmol·g^-1的磺化聚苯乙烯微球；并用红外光谱、热重分析等对其化学组成和耐热性能进行表征。将其作为固体酸催化剂，在催化油酸和乙醇酯化制备油酸乙酯中表现出较高的催化活性。当醇酸比为6∶1、反应温度为80℃、反应时间为6 h、催化剂用量为油酸质量的2%时，酯化率可达88.90%。且该磺化聚苯乙烯微球循环使用3次后，催化活性仍可保持初始活性的95%，在工业制备生物柴油领域具有较好的应用前景。     

不同聚苯乙烯微球的磺化

胶体颗粒是研究凝聚态物理性质、生命物质组装的理想模型体系,对胶体颗粒的研究具有十分重要的理论价值。聚苯乙烯(PS)微球是目前应用最为广泛的胶体粒子,由于其在合成过程中粒径可控且形貌均匀,因此,受到了越来越多的关注。文章制备了未交联的和交联的2种PS微球,研究了磺化时间对这2种PS微球的Zeta电势和粒径的影响。结果表明,在一定的反应时间内,未交联PS微球的Zeta电势和粒径,随磺化时间增加至原粒径的2.5倍,最后溶解。交联PS微球的Zeta电势和粒径随磺化时间增加至原粒径的5.5倍,但不溶解,而是形成C型胶体粒子。掌握了聚苯乙烯微球的磺化规律,可以得到尺寸及带电量不同的磺化聚苯乙烯,对凝聚态的物理性质的等研究具有重要意义。     

磺化聚苯乙烯的制备与性能研究

以聚苯乙烯(PS)为原料,采用非均相磺化的反应方法,以浓硫酸为磺化试剂,制备得到了磺化聚苯乙烯(SPS),对SPS的结构与性能进行了表征。结果表明:磺酸根基团已成功接到PS大分子链上;当磺化度为27.9%时,SPS在溶液中的离子交换容量(IEC)值为2.23,电导率可达0.625S.cm-1,[η]较PS有明显增大,为126.2mL/g。     

负载玫瑰香精多孔微球的制备及缓释性能研究

以分散聚合合成的单分散聚苯乙烯微球作为种子微球,采用两步种子溶胀法制备多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球,并吸附玫瑰香精制备了香精多孔微球。利用马尔文激光粒度仪、比表面积孔径分布测定仪(BET)、热重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)对种子微球和多孔微球的粒径、比表面积和孔结构、缓释性能、表观形貌进行了分析表征。结果表明:种球的粒径随着分散介质中无水乙醇体积分数的增大而增加;随着溶胀剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)用量的增加,多孔微球的平均粒径变大,分布变宽;随着交联单体二乙烯苯(DVB)用量增加,多孔微球平均粒径减小,分布变窄;以甲苯为致孔剂制备的多孔微球单分散性最好。当V(DBP):m(种球)=3:1,V(DVB):V(苯乙烯)=4:0时,制备的多孔微球的平均粒径约为4μm。以此多孔微球负载玫瑰香精,可以减缓香精的释放速率,提高起始分解温度,实现对香精的缓释。     

非溶剂/溶剂界面诱导相分离法制备多孔磺化聚苯乙烯微球

采用非溶剂/溶剂界面诱导相分离法(N/SIPS),以磺化聚苯乙烯(SPS)为模板微球,制备出单分散性良好、孔结构可控的多孔SPS微球。研究发现,溶剂和非溶剂比例、丁醇水体积比及溶蚀时间是决定多孔聚合物微球形貌的主要因素。降低非溶剂比例或丁醇/水体积比,延长反应时间有助于获得开孔大孔结构。另外,对多孔SPS微球的形成机理以及多孔结构的调控因素进行了探讨。     

非溶剂/溶剂界面诱导相分离法制备多孔磺化聚苯乙烯微球

采用非溶剂/溶剂界面诱导相分离法(N/SIPS),以磺化聚苯乙烯(SPS)为模板微球,制备出单分散性良好、孔结构可控的多孔SPS微球。研究发现,溶剂和非溶剂比例、丁醇水体积比及溶蚀时间是决定多孔聚合物微球形貌的主要因素。降低非溶剂比例或丁醇/水体积比,延长反应时间有助于获得开孔大孔结构。另外,对多孔SPS微球的形成机理以及多孔结构的调控因素进行了探讨。     

含氟聚苯乙烯微球的制备及其疏水性能研究

以苯乙烯(St)和含氟单体(G04)为原料、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂和乙醇/水为混合溶剂,采用分散聚合法制备出PS-F(含氟聚苯乙烯)微球;然后以苯丙乳液提供的附着力、PS-F微球提供的疏水性能,制备PS-F疏水涂层。结果表明:制备PS-F微球的最佳工艺条件是m(总单体)=m(St+含氟单体)=20 g且m(St):m(含氟单体)=18:2、w(AIBN)=1.5%、w(PVP)=7.5%、V(乙醇)=108 mL、V(H_2O)=72mL、反应温度70℃和反应时间10 h,此时PS-F微球的粒径为0.4～1.0μm;当w(PS-F微球)=60%时,疏水涂层的水接触角为130。左右;含氟单体含量和苯丙乳液含量对水接触角的影响不大,涂层疏水性能主要与PS-F微球大小、涂层表面粗糙度有关。     

微流体技术制备粒径可控且均一的SDB-TPGDA多孔微球

设计构建了可拆装的毛细管基微流体控制系统用于制备具有高度单分散性(CV值为3.78%)的苯乙烯(St)/二乙烯基苯(DVB)/三缩丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)多孔共聚物微球。所制备的单分散性多孔微球在直径250~1 550μm内通过调控分散相与连续相流量比及连续相黏度实现粒径精准可控。采用光引发聚合实现具有优良球形度微球(Max.D./Min.D.小于1.05)的快速在线制备,光引发聚合速率随着TPGDA在混合单体中质量的增加而增加。该研究提供了一种有效制备单分散性大粒径聚苯乙烯类多孔微球方法。     

空心球型二氧化硅担载Li_3PO_4催化剂的制备及催化效果研究

笔者以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水溶液为催化剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯为模板,在乙醇介质中利用一步法制得纳米空心二氧化硅,并用TEM、XRD、BET、TG、FTIR等表征手段对SiO_2粉体进行分析。首先,以苯乙烯(St)为单体,过硫酸铵为引发剂,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,水为分散介质,单分散聚合法制备功能化的聚苯乙烯,可得到平均粒径为90 nm的聚苯乙烯微球。以这种微球为模板,在乙醇/氨水介质中,正硅酸乙酯发生水解和缩合,在聚苯乙烯微球包覆形成SiO_2,同时PS核被溶解,得到纳米空心二氧化硅微球。研究氨水用量、TEOS用量及反应时间等因素对二氧化硅微球形貌和产率的影响。以空心纳米二氧化硅为Li_3PO_4催化剂载体,催化环氧丙烷的异构化,与以硅胶作为载体的Li_3PO_4催化剂的催化效果进行比较。结果表明,使用空心球形二氧化硅代替硅胶作为催化剂载体可提高环氧丙烷转化率和烯丙醇的选择性,降低反应温度和副产物选择性。     

磺化超细聚苯乙烯树脂的制备

采用微乳液聚合方法合成了纳米聚苯乙烯(PS)粒子,利用H_2SO_4和有机溶剂成功地对PS微乳液进行破乳。通过固相磺化反应,得到了超细聚苯乙烯阳离子交换树脂(SSPS)。通过测量和观察SSPS的粒径分布、微观形貌,以及利用红外光谱法测定树脂的磺化度,结果表明:SSPS树脂没有发生团聚,粒径控制在2μm以内,SSPS树脂的磺化度约为83%。     

无皂乳液聚合法制备亚微米级单分散聚苯乙烯微球

采用无皂乳液聚合法制备了亚微米级聚苯乙烯(PS)微球,考察了苯乙烯(St)单体浓度、引发剂过硫酸钾(K2S2O8)浓度、离子强度(氯化钠浓度)与PS微球粒径及其分布的关系。然后通过加入微量乳化剂或β-环糊精对无皂乳液聚合法进行改进,研究了改进效果。结果表明,PS微球的粒径随St单体浓度和氯化钠浓度的增加而增加、随K2S2O8浓度的增加而减小,通过调节这3种原料的浓度,可制得粒径在450~1000 nm且单分散系数小于0.08的PS微球,但产品收率较低,仅为30%左右。在相同的合成条件下,加入微量乳化剂可制得粒径在100~350 nm且单分散系数小于0.05的PS微球,产品收率提高到75%左右;加入微量β-环糊精可制得粒径在300 nm左右且单分散系数小于0.08的PS微球,产品收率可达80%且反应时间大幅缩短,由原来的12 h缩减到5 h。