非球形复合粒子的相分离法制备及应用研究
发布时间：2021-09-05 10:26
非球形复合粒子其本身具有特殊的性质,使得它们在自组装、分子识别、化学催化剂、超疏水材料和Pikering乳化剂等方面有重要应用前景。相分离法作为一种应用范围广泛且简便快捷的方法,可以制备出具有特殊形貌的复合粒子。本课题主要研究种子乳液聚合过程中惰性溶剂的引入及相分离的产生对非球形复合粒子形貌的影响,并将制得的非球形复合粒子应用于超疏水表面的制备,主要研究内容及结论如下:第一部分通过种子乳液聚合的方法,以对二甲苯（PX）溶胀的非交联PS微球为种子,进行甲基丙烯酸八氟-1-戊酯（OFMA）与苯乙烯（St）的聚合,粒子内部的PX在氟元素疏水疏油的作用下以液滴的形式与粒子产生相分离,获得了一种具有表面凹陷的非球形复合粒子。结果表明:聚合温度较低或PX用量较少时,制备出的PS/P（OFMA-S）复合粒子表面布满小凹陷,具有高尔夫球状的形貌;聚合温度较高或PX用量较大时,粒子表面只形成单个凹陷,单个凹陷的尺寸随着温度或PX用量的升高而增大;当聚合温度为80°C时,凹陷的相对尺寸最大;当PX与PS微球的质量比（wPX/wPS）超过4/1时,凹陷尺寸增大幅度减缓。当PS微球作为种子,其粒径过小或过大时...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自然界中花粉粒子的微观形状
粒子、爆米花状粒子、菜花状粒子等[21~29]。图1-2列出了几种常见的非球形复合粒子。图1-2 几种不同非球形复合粒子的形貌示意图Fig.1-2 Schematic diagram for morphology of several different non-spherical composite particles1.2.2 非球形复合粒子的应用近年来，随着对微球材料研究的进一步深入，科学家发现，非球形复合粒子在自组装和控制分子的识别等方面，表现出了不同于传统微球的独特性能。研究人员发现这类粒子有其巨大的潜在应用价值，例如，在最近很受研究人员关注的自组装方面[30~32]，这些非球形复合粒子展现出的特殊性质，使得它们在分子识别、化学催化剂、超疏水材料、生物材料和新型粒子乳化剂等方面有重要应用前景[33~38]。假如一类粒子是由不同化学结构和性质的两个半球组成的，那么它就具有很高的自我识别能力，可以像我们人体的氨基酸合成蛋白质一样形成整齐划一的排列，像是按照一定的规则，一个微球一个微球的整齐排列叠加在一起
可以有效地衍射光的半球的自立连接的光子晶体膜，其另一侧由熔融连接的薄平板构成，再通过反应离子蚀刻(RIE)技术形成独特的、表面粗糙的2-D花状阵列。图1-3 模板设计示意图Fig.1-3 Template design diagram我们还可以对模板进行设计，扩大模板的孔洞半径，使一个孔位可以容纳两个或者两个以上的微球，通过计算微球粒径来控制模板孔位大小，我们可以实现多个微球的紧密结合，再对其设计进行修饰改性后，可以再获得新的结构形貌的粒子，如雪人状、哑铃状等(如图1-3所示)。Xia等人[52]利用这种方法将聚合物胶乳粒子或二氧化硅球体粒子组成均聚物，包括圆环、多边形、多面体簇、线性、锯齿形或螺旋链；还将尺寸、组成、密度或功能不同的球形胶体组合成了HF和H2O分子构型的异质聚集体。这种制备方法简单易得、对形貌控制较好，但是相对产率较低、生产效率也不高，无法大规模工厂生产和应用，而且可以制备出的非球形复合粒子的形貌种类不多，又有很大的局限性。不过，鉴于该方法已经研究多年，实验过程简单方便，还是有很多人使用该方法，而且可以在此基础上
【参考文献】：
期刊论文
[1]W/O/W复相乳液相分离法CoCl2/PMMA微胶囊制备研究[J]. 张爱黎,王若瑜,卢招弟. 沈阳理工大学学报. 2016(01)
[2]Preparation of Mesoporous Bi4（GeO4）3 Microspheres from Na4Ge9O20 Template Microspheres for Photodegradation of Reactive Brilliant Red X-3B[J]. Hua Chen,Guo-Hua Jiang,Yong-Kun Liu,Lei Li,Qin Huang,Wen-Xing Chen. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(09)
博士论文
[1]各向异性及中空微球的制备和应用研究[D]. 王锋伟.中国科学技术大学 2014
[2]基于磺化聚苯乙烯模板的各向异性和多孔微球的制备[D]. 季翔.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]功能性Janus胶体粒子的制备及其性能研究[D]. 李炳辉.苏州大学 2016
[2]苯乙烯衍生物单体的合成及其在功能性聚合物微球制备中的应用研究[D]. 汤一鸣.湘潭大学 2015
[3]细乳液法制备系列聚合物微球及其形貌研究[D]. 张凡.安徽大学 2014
[4]PS基各向异性微球的可控制备与形成机理研究[D]. 潘海娇.安徽大学 2014
[5]多重Pickering乳液模板法制备新型结构微球[D]. 宁印.华南理工大学 2013
[6]羧酸功能化聚苯乙烯微球的制备及其在乳液聚合中的应用[D]. 胡欣.中国科学技术大学 2009
本文编号：3385181
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自然界中花粉粒子的微观形状
粒子、爆米花状粒子、菜花状粒子等[21~29]。图1-2列出了几种常见的非球形复合粒子。图1-2 几种不同非球形复合粒子的形貌示意图Fig.1-2 Schematic diagram for morphology of several different non-spherical composite particles1.2.2 非球形复合粒子的应用近年来，随着对微球材料研究的进一步深入，科学家发现，非球形复合粒子在自组装和控制分子的识别等方面，表现出了不同于传统微球的独特性能。研究人员发现这类粒子有其巨大的潜在应用价值，例如，在最近很受研究人员关注的自组装方面[30~32]，这些非球形复合粒子展现出的特殊性质，使得它们在分子识别、化学催化剂、超疏水材料、生物材料和新型粒子乳化剂等方面有重要应用前景[33~38]。假如一类粒子是由不同化学结构和性质的两个半球组成的，那么它就具有很高的自我识别能力，可以像我们人体的氨基酸合成蛋白质一样形成整齐划一的排列，像是按照一定的规则，一个微球一个微球的整齐排列叠加在一起
可以有效地衍射光的半球的自立连接的光子晶体膜，其另一侧由熔融连接的薄平板构成，再通过反应离子蚀刻(RIE)技术形成独特的、表面粗糙的2-D花状阵列。图1-3 模板设计示意图Fig.1-3 Template design diagram我们还可以对模板进行设计，扩大模板的孔洞半径，使一个孔位可以容纳两个或者两个以上的微球，通过计算微球粒径来控制模板孔位大小，我们可以实现多个微球的紧密结合，再对其设计进行修饰改性后，可以再获得新的结构形貌的粒子，如雪人状、哑铃状等(如图1-3所示)。Xia等人[52]利用这种方法将聚合物胶乳粒子或二氧化硅球体粒子组成均聚物，包括圆环、多边形、多面体簇、线性、锯齿形或螺旋链；还将尺寸、组成、密度或功能不同的球形胶体组合成了HF和H2O分子构型的异质聚集体。这种制备方法简单易得、对形貌控制较好，但是相对产率较低、生产效率也不高，无法大规模工厂生产和应用，而且可以制备出的非球形复合粒子的形貌种类不多，又有很大的局限性。不过，鉴于该方法已经研究多年，实验过程简单方便，还是有很多人使用该方法，而且可以在此基础上
【参考文献】：
期刊论文
[1]W/O/W复相乳液相分离法CoCl2/PMMA微胶囊制备研究[J]. 张爱黎,王若瑜,卢招弟. 沈阳理工大学学报. 2016(01)
[2]Preparation of Mesoporous Bi4（GeO4）3 Microspheres from Na4Ge9O20 Template Microspheres for Photodegradation of Reactive Brilliant Red X-3B[J]. Hua Chen,Guo-Hua Jiang,Yong-Kun Liu,Lei Li,Qin Huang,Wen-Xing Chen. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(09)
博士论文
[1]各向异性及中空微球的制备和应用研究[D]. 王锋伟.中国科学技术大学 2014
[2]基于磺化聚苯乙烯模板的各向异性和多孔微球的制备[D]. 季翔.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]功能性Janus胶体粒子的制备及其性能研究[D]. 李炳辉.苏州大学 2016
[2]苯乙烯衍生物单体的合成及其在功能性聚合物微球制备中的应用研究[D]. 汤一鸣.湘潭大学 2015
[3]细乳液法制备系列聚合物微球及其形貌研究[D]. 张凡.安徽大学 2014
[4]PS基各向异性微球的可控制备与形成机理研究[D]. 潘海娇.安徽大学 2014
[5]多重Pickering乳液模板法制备新型结构微球[D]. 宁印.华南理工大学 2013
[6]羧酸功能化聚苯乙烯微球的制备及其在乳液聚合中的应用[D]. 胡欣.中国科学技术大学 2009
本文编号：3385181
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