单分散聚合物微球的制备及其自组装

发布时间：2017-10-16 04:09

  本文关键词：单分散聚合物微球的制备及其自组装

  更多相关文章： 沉淀聚合 甲基丙烯酸甲酯 单分散微球 液滴模板 微球自组装

【摘要】：高度单分散性的微球以及由其有序排列而成的组装体在越来越多的领域拥有越来越高的实际和潜在应用价值。近些年,国内外报道了大量关于单分散微球和微球组装体的制备方法。附着在微球表面的助剂一直是影响微球性能、限制微球应用的重要因素。上世纪70年代以来,逐渐兴起的沉淀聚合很好的解决了这一问题。目前传统的沉淀聚合仍存在需要高毒性溶剂且产率不高的问题。液滴模板技术是一种操作简单,适用范围广的微球组装方法。本工作在低毒性的乙醇及乙醇-水混合溶剂中通过沉淀聚合得到了单分散的甲基丙烯酸甲酯(MMA)与交联剂的共聚物微球。将制备的单分散微球加入到乙醇-水体系中,加入不完全溶于乙醇-水混合溶剂的有机溶剂提供液滴模板,将共聚物微球组装成具有高尔夫球结构的组装体。使用MMA与交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)共聚,在乙醇-水混合溶剂中以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂进行聚合。产物经清洗后烘干,通过扫描电子显微镜(SEM)观察。研究发现,当交联剂用量占单体总质量的50~70%之间时,可以得到具有高度单分散性的P(TMPTA-MMA)微球。改变体系中水的含量可以调节微球的粒径,微球的粒径随水的加入量的增大而减小。向乙醇-水混合溶剂中加入一种不能完全溶解于其中的第三溶剂提供液滴模板,将P(TMPTA-MMA)微球组装成了具有高尔夫球结构的组合体。讨论了第三溶剂的选择、组装温度、乙醇-水混合溶剂的含水量、第三溶剂加入量、微球加入量、制备微球时交联剂TMPTA的用量、振荡频率以及微球的粒径对P(TMPTA-MMA)微球组装行为的影响。通过光学显微镜(OM)和SEM观察了组装产物。在使用苯作为第三溶剂液滴模板时,微球能够自组装为球形组装体。使用含水量27.5 vol%的乙醇-水混合溶剂作为组装介质,加入12.7 mL苯使总体系保持50 mL,加入0.187 g P(TMPTA-MMA)微球(制备时交联剂用量占单体总质量的60%,粒径不大于1.1μm),在30℃及振频120 osc/min的条件下组装6 h得到了具有高尔夫球结构的组装体。改用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)替换TMPTA作为交联剂,使用AIBN作为引发剂在乙醇或乙醇-水混合溶剂中可以制得单分散聚合物微球。当交联剂PETA用量占单体总质量的50~85%之间时,在乙醇中制得了单分散的P(PETA-MMA)微球。固定PETA用量为60%,向体系中引入水,当乙醇-水混合溶剂中水含量不高于17 vol%时可以得到单分散P(PETA-MMA)微球。微球的粒径随PETA用量及溶剂含水量的增大而减小。探究了第三溶剂的选择、组装温度、乙醇-水混合溶剂的水含量、第三溶剂含量、微球加入量等因素对P(PETA-MMA)微球自组装的影响。结果表明,使用含水量27.5vol%的乙醇-水混合溶剂作为组装介质,加入13.7 mL苯或8.7 mL甲苯,使总体系保持50 mL,加入P(PETA-MMA)微球0.187 g(制备时交联剂用量占单体总质量的60%),在30℃及振频120 osc/min的条件下组装6 h可以得到具有高尔夫球结构的组装体。
【关键词】：沉淀聚合 甲基丙烯酸甲酯 单分散微球 液滴模板 微球自组装
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 乳液聚合法11-12
• 1.3 悬浮聚合法12
• 1.4 分散聚合法12-13
• 1.5 沉淀聚合法13
• 1.6 微球的组装13-16
• 1.6.1 异相凝聚法13-14
• 1.6.2 胶体化学法14-15
• 1.6.3 种子聚合法15
• 1.6.4 液滴模板法15-16
• 1.7 本课题的提出及研究内容16-18
• 第二章 单分散P(TMPTA-MMA)微球的制备及其自组装18-37
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-20
• 2.2.1 实验试剂18-19
• 2.2.2 实验仪器19-20
• 2.2.3 单分散P(TMPTA-MMA)微球的制备及其表征20
• 2.2.4 第三溶剂在乙醇-水混合溶剂中的溶解情况20
• 2.2.5 单分散P(TMPTA-MMA)微球的自组装及其表征20
• 2.3 结果与讨论20-35
• 2.3.1 交联剂用量对TMPTA-MMA沉淀聚合的影响20-22
• 2.3.2 溶剂中水的加入量对TMPTA-MMA沉淀聚合的影响22-23
• 2.3.3 第三溶剂的选择23-25
• 2.3.4 组装温度对P(TMPTA-MMA)微球自组装的影响25-27
• 2.3.5 乙醇-水混合溶剂的组成对P(TMPTA-MMA)微球自组装的影响27-29
• 2.3.6 苯的加入量对P(TMPTA-MMA)微球自组装的影响29-30
• 2.3.7 微球加入量对P(TMPTA-MMA)微球自组装的影响30-31
• 2.3.8 制备微球时交联剂的用量对P(TMPTA-MMA)微球自组装的影响31-32
• 2.3.9 振荡频率对P(TMPTA-MMA)微球自组装的影响32-33
• 2.3.10 微球的粒径对P(TMPTA-MMA)微球自组装的影响33-35
• 2.4 本章结论35-37
• 第三章 单分散P(PETA-MMA)微球的制备及其自组装37-56
• 3.1 引言37
• 3.2 实验部分37
• 3.2.1 实验试剂与仪器37
• 3.2.2 单分散P(PETA-MMA)微球的制备及其自组装37
• 3.3 结果与讨论37-55
• 3.3.1 溶剂中水的加入量对TMPTA-MMA沉淀聚合的影响37-39
• 3.3.2 交联剂用量对PETA-MMA沉淀聚合的影响39-40
• 3.3.3 第三溶剂的选择40-42
• 3.3.4 第三溶剂加入量对P(PETA-MMA)微球自组装的影响42-45
• 3.3.5 乙醇-水混合溶剂的组成对P(PETA-MMA)微球自组装的影响45-48
• 3.3.6 组装温度对P(PETA-MMA)微球自组装的影响48-52
• 3.3.7 微球加入量对P(PETA-MMA)微球自组装的影响52-55
• 3.4 本章结论55-56
• 第四章 结论56-57
• 参考文献57-63
• 致谢63-65
• 附录65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 许苗苗;王素素;李辉;黄宇琳;逯翠梅;蒋剑波;;沉淀聚合法制备葛根素印迹微球及其固相萃取葛根粉[J];食品科学;2015年10期

2 姜文巧;张利娜;顾相伶;朱晓丽;孔祥正;;三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-苯乙烯沉淀聚合高产率制备高交联单分散聚合物微球[J];高分子学报;2013年03期

3 张玉琦;马荣延;魏清渤;宋延卫;王俏;;P(St-AM)核壳聚合物微球的制备及其光子晶体膜[J];高分子学报;2012年06期

4 张召;顾相伶;朱晓丽;孔祥正;;沉淀聚合制备聚(季戊四醇三丙烯酸酯—苯乙烯)单分散微球及其形成机理[J];物理化学学报;2012年04期

5 顾相伶;朱晓丽;孔祥正;张利娜;谭业邦;鲁毅;;乙醇或乙醇-水为新的溶剂体系沉淀聚合制备单分散聚合物微球[J];化学学报;2009年21期

6 陈胜利;董鹏;袁桂梅;赵俊颖;王晓冬;周倩;;亚微米/纳米聚苯乙烯微球粒度标准物质的研制[J];武汉理工大学学报;2007年10期

7 鹿现永;黄达;杨新林;黄文强;;蒸馏沉淀聚合法制备窄分散聚二乙烯基苯-co-丙烯腈功能聚合物微球[J];高分子学报;2007年02期

8 快素兰,章俞之,胡行方;二氧化硅胶体晶体的制备及其光子带隙特性[J];无机材料学报;2002年01期

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本文编号：1040517