囊泡模板法制備單分散聚苯乙烯微球的研究.pdf

1、作為一種廣泛使用的功能材料,單分散聚合物微球近年來受到人們越來越多的關(guān)注。隨著科技的不斷發(fā)展,單分散聚合物微球的應(yīng)用已經(jīng)深入到社會的各個方面,例如醫(yī)藥分離、微電子領(lǐng)域、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、色譜填料、生物技術(shù)領(lǐng)域等等。
　　單分散聚合微球的傳統(tǒng)制備方法主要是分散聚合、種子溶脹聚合、乳液聚合、無皂乳液聚合等。但是這些傳統(tǒng)的方法各自存在不同的問題,例如過程繁瑣、條件苛刻、表面活性劑殘留、溶劑毒性較大等。本研究提出了一種制備單分散聚苯乙烯微球的新方

2、法,紫外光引發(fā)下的囊泡模板法聚合,可以有效克服這些問題。
　　本文合成了以HBPO為核,聚環(huán)氧乙烷(PEO)為臂的星型超支化多臂共聚物,簡稱HBPO-star-PEO,可以在水中自組裝成囊泡。以此為模板,加入不同配比的單體苯乙烯與二乙烯基苯,以2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(BDK)作為光引發(fā)劑,主波長為365nm的紫外光引發(fā),成功制備了單分散聚合物微球。通過研究單體與模板質(zhì)量比對聚合物微球尺寸的影響,發(fā)現(xiàn)隨著單體濃度的增大,聚

3、合物微球的粒徑會先增大,到了一定程度后,基本不變。繼續(xù)增大單體濃度,聚合物微球的粒徑會略有下降。通過調(diào)節(jié)單體與模板的不同配比來控制聚苯乙烯微球的尺寸(50-200nm),最終利用垂直沉積法得到了光子晶體。
　　通過熒光顯微鏡、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、動態(tài)光散射(DLS)等測試手段對所制備的納米微球的形貌和尺寸進行表征,確定了最佳單體配比為摩爾比St/DVB=20:1。同時發(fā)現(xiàn)囊泡模板對單分散微球的形成起著決定性作用

4、,而攪拌速率對微球的形成影響不大。歸納總結(jié)后,提出了多分散囊泡制備單分散交聯(lián)聚苯乙烯微球的機理,認(rèn)為疏水性苯乙烯單體首先擴散進入囊泡壁的疏水層,在囊泡壁中進行紫外光引發(fā)聚合,聚合完成后與囊泡壁發(fā)生相分離,由于壁厚恒定,得到的聚合物微球尺寸極窄,接近單分散。為了驗證所提出的機理,采用熒光標(biāo)記法,合成了羅丹明標(biāo)記的HBPO-star-PEO,可以在水中自組裝成為熒光標(biāo)記的囊泡模板。同時合成了帶雙鍵的熒光單體芘-1-亞甲基丙烯酸酯,與單體苯乙