溶剂热沉淀聚合制备单分散功能聚合物微球的研究

发布时间：2018-12-18 14:36

【摘要】：单分散功能聚合物微球由于粒径均匀,具有功能基团,易于衍生,且物理性质稳定,被广泛应用在生物医药,色谱分析,吸附分离,工业催化等研究领域。在微米级单分散聚合物微球的制备方法中,沉淀聚合是目前唯一一种不添加任何表面活性剂或者其他助剂的聚合方法,制备过程简单,所得微球表面纯净。然而,在传统沉淀聚合中,单体投入量较低(一般低于5 wt%),所得微球收率也较低(一般低于50 wt%),这是制约该方法大规模应用的主要原因。本论文提出采用溶剂热沉淀聚合,在单体高投入量下制备含有各种功能基聚合物微球的方法,具体研究内容如下:1、溶剂热沉淀聚合制备粒径单分散聚(甲基丙烯酸类-二乙烯基苯)功能微球。采用溶剂热沉淀聚合,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),甲基丙烯酸月桂酯(LMA),甲基丙烯酸(MAA),甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为功能单体,以二乙烯基苯(DVB)为交联剂,以偶氮二异丁腈为引发剂,以乙腈或乙腈与第二溶剂组成的混合溶液为溶剂,在85 oC反应温度下,分别制备了含有环氧基,十二烷基,羧基和羟基官能团的四类单分散功能微球。考察了单体投入量、单体-交联剂的比例、溶剂的组成等反应条件对功能微球形貌的影响。结果表明,在单体投入量为20 wt%时,所得微球粒径在2.422μm-5.811μm之间可控,微球收率在90%以上,并且微球的多分散系数低于1.05。通过红外光谱、元素分析、能谱等手段证实了功能单体与DVB共聚。基于Flory-Huggins模型和Hansen三维溶解度参数,计算了聚合物-溶剂相互作用参数(Flory参数,χs,p)。结果发现当χs,p在1.15-1.33之间时,易于得到单分散微球。2、溶剂热沉淀聚合制备含氟功能微球。采用溶剂热沉淀聚合,以偶氮二异丁腈为引发剂,以乙腈为溶剂,以甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)或甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)为功能单体,以二乙烯基苯为交联剂,共聚制备了粒径窄分布的微米级含氟微球。初步考察了单体投入量、单体-交联剂的比例对微球形貌的影响。结果表明,在单体投入量为15 wt%,含氟单体-交联剂比例为10/90时,可以得到窄分布的含氟微球。通过扫描电子显微镜、红外光谱、接触角测试手段对含氟微球进行了表征。采用浸涂法(dip-coating)将微球浸涂在玻璃板上,测得所得微球涂层表面的水接触角大于150°,显示其具有超疏水性。3、溶剂热沉淀聚合制备聚二乙烯基苯荧光纳米颗粒。采用溶剂热沉淀聚合,以二乙烯基苯为单体,以偶氮二异丁腈为引发剂,以乙腈为溶剂,制备了一系列粒径在微纳尺度范围的聚二乙烯基苯(PDVB)微球。着重考察了引发剂的用量与聚合温度对微球形貌的影响。在相同条件下,随着引发剂加入量从2 wt%(相对于单体质量)增加到80wt%,所得微球的粒径从1.350μm先增加到1.572μm,然后减小到17.7 nm。当聚合温度在85 oC-200 oC之间,所得PDVB微球的粒径均低于50 nm。此外,实验发现所得微纳尺度范围的PDVB微球均表现出荧光特性,当激发波长为336 nm时,所得微球的最大发射波长在400 nm-410 nm。
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【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O631

【参考文献】