聚（苯乙烯-二乙烯苯）/纳米二氧化钛多孔复合微球的制备及对化妆品活性物吸附性能研究

摘要

多孔聚合物微球作为一种新型的活性物载体系统,能够克服现有化妆品体系中的一些弊端,利用自身较大的比表面积和多孔结构,改变活性物的添加和释放方式,从而达到延长有效作用时间、降低毒副作用的缓释目的。在聚合物基纳米复合材料的研究渐成热点的今天,以多孔聚合物微球作为有机基体,纳米粒子接合在其表面或进入孔结构中,可合成一种新型的复合体系。这种新型复合体系同时具有多孔聚合物微球和纳米粒子的优良特性,制备出一种用于化妆品中具有美白作用的新型载体,不仅可以负载多种活性物起缓释作用,而且可能对易光解的活性物起到更好的保护作用。本文采用二步种子溶胀法制备出多孔聚(苯乙烯-二乙烯苯)[P(St-DVB)]微球,并对其进行亲水改性,在此基础上制备了聚(苯乙烯-二乙烯苯)/纳米二氧化钛多孔复合微球,并将制备的多孔P(St-DVB)微球、改性的多孔P(St-DVB)微球和多孔复合微球分别用于负载化妆品活性物组分,考察了它们对活性物的负载能力,发现三种多孔微球对化妆品活性物都具有一定的吸附性能。 聚合物表面的非极性和惰性是影响其对化妆品活性物的吸附和与无机粒子的接合重要因素之一,因此需要对多孔聚合物微球进行改性。本文选取马来酸酐(MAH)作为改性单体,采用了溶液接枝的方法把马来酸酐接枝到P(St-DVB)微球上面,考察了聚合物微球的悬挂双键含量、MAH的加入量、引发剂、反应溶剂、时间和温度、预辐射对接枝率的影响。研究发现经改性后的多孔微球表现出较好的亲水性,且得出了优化的改性条件：基体多孔P(St-DVB)微球的悬挂双键含量为37％,预辐照30min,MAH添加量与微球质量比为2:5,引发剂选用反应物质3wt％的偶氮二异丁腈(AIBN),80℃反应6h。 为了使纳米二氧化钛能分散且均匀地键合在聚合物微球上以发挥纳米粒子的优越性能,本文采用了三种改性剂首先对纳米二氧化钛进行改性改善其团聚现象,并在此基础上使用不同的方法进行复合微球的制备,经过比较发现采用P(St-DVB)/MAH改性微球与经硅烷偶联剂KH560改性的TiO2/KH560粒子键合所制备的复合微球表观性能最好。并以此方法为研究对象,考察了复合微球制备的影响因素,研究发现KH560对二氧化钛粒子修饰后,在无机粒子与聚合物之间形成较强的共价键力,提高了二氧化钛粒子在聚合物表面锚固的数量及分散性；MAH在P(St-DVB)微球上的量达到最大接枝率时键合的二氧化钛粒子最多,而且在二氧化钛与聚合物微球复合中起到了共价联接的作用,使无机粒子能稳固地键合在有机聚合物微球上。 以对苯二酚、熊果苷和防晒剂Parsol 1789为模型组分考察了多孔聚合物微球、改性聚合物微球和复合微球的活性物负载能力。结果表明非极性的多孔P(St-DVB)微球对非极性的小分子对苯二酚有着良好的负载效果,而P(St-DVB)/MAH改性多孔微球和P(St-DVB)/TiO2多孔复合微球因表面同时具有亲水和疏水基团的中极性载体,对极性分子熊果苷和Parsol 1789的负载能力比非极性多孔P(St-DVB)微球提高了很多。此外,在研究多孔微球结构对吸附效果的影响时,发现对于小分子吸附质,比表面积是影响吸附效果的重要因素,随着吸附质分子量的增加,孔径的影响逐渐显著。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2多孔聚合物微球的改性

1.2.1接枝改性

1.2.2等离子体改性

1.2.3聚合物表面基团的改性

1.2.4自组装表面改性

1.3二氧化钛的紫外吸收性能及其有机改性

1.3.1纳米二氧化钛的紫外吸收性能

1.3.2纳米二氧化钛的有机改性

1.4聚合物/无机纳米微粒复合微球的制备

1.4.1纳米二氧化钛在化妆品应用中的问题及解决方法

1.4.2无机颗粒包覆聚合物的方法

1.5多孔聚合物/无机纳米微粒复合微球的应用

1.5.1多孔聚合物微球的应用

1.5.2多孔聚合物/无机纳米微粒复合微球的应用前景

1.6多孔聚合物微球的吸附技术基础

1.6.1吸附原理

1.6.2多孔聚合物微球对活性组分的吸附行为

1.6.3化妆品活性物的吸附原理

1.7本论文的研究背景、主要研究内容和创新性

1.7.1本论文的研究背景和研究意义

1.7.2本论文的主要研究内容

1.7.3本论文的创新性

第二章P(St-DVB)多孔微球的改性

2.1实验部分

2.1.1实验原料及规格

2.1.2实验仪器

2.1.3实验步骤

2.2测试与表征

2.2.1红外光谱对接枝产物的表征

2.2.2酸碱滴定法测马来酸酐的接枝率

2.2.3其他仪器分析

2.3结果与讨论

2.3.1接枝产物的表征

2.3.2影响马来酸酐接枝率的因素

2.3.3改性前后多孔微球的变化

2.4本章小结

第三章纳米二氧化钛的表面改性及复合微球的制备

3.1实验部分

3.1.1实验原料及规格

3.1.2实验仪器

3.1.3实验步骤

3.2测试与表征

3.2.1沉降性测试

3.2.2仪器分析

3.3结果与讨论

3.3.1纳米二氧化钛粒子的表面改性效果

3.3.2复合微球制备方法的比较

3.3.3复合微球制备的影响因素

3.4聚合物/二氧化钛复合微球形成的机理探讨

3.5聚合物/二氧化钛复合微球的紫外吸收性能

3.6本章小结

第四章多孔微球对化妆品活性物吸附性能研究

4.1实验部分

4.1.1实验原料与仪器

4.1.2化妆品活性组分工作曲线的确定

4.1.3多孔微球对化妆品活性物的吸附负载

4.1.4吸附过程Q-t曲线的测定

4.1.5红外光谱分析

4.2结果与讨论

4.2.1氮气吸附实验

4.2.2多孔P(St-DVB)微球对化妆品活性物的吸附

4.2.3多孔P(St-DVB)/MAH微球对化妆品活性物的吸附

4.2.4多孔P(St-DVB)/TiO2复合微球对活性物的吸附行为

4.3本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文相关的学术论文

致谢