交联聚苯乙烯微球的合成与功能化

摘要

随着功能高分子微球研究的深入，在微球表面进行进一步反应，如将某些具有特定功能的物质接枝到微球表面，从而使得其具有新的功能。由此制备出一类具有潜在应用前景的独特的高功能材料。制备功能高分子微球的常用方法是非均相体系中的共聚，这种共聚主要是以无皂乳液聚合或分散聚合形式进行的。另外，实现功能化的途径还包括对微球表面进行改性。 本文用分散聚合和无皂乳液聚合两种方法制备得到了表面含有活性氯原子的交联聚苯乙烯微球，同时对微球表面的含氯量用X射线光电子能谱仪(XPS)进行了表征，结果表明，在苯乙烯的无皂乳液聚合中，添加少量的对氯甲基苯乙烯(CMSt)为功能单体即可制得表面富含氯原子的微球，而在分散聚合中达不到这个效果。最终确定了一种制备表面富含氯原子的交联聚苯乙烯微球的制备工艺，并对两种聚合方法中的影响因素进行了探讨。结果得出，在分散聚合中，一定浓度范围内，交联微球的流体动力学半径(Rh)随着引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)浓度的增大而减小；随CMSt用量的增大而增大；随分散剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)用量的增大而减小，同时，在其他条件不变的情况下，PVP的质量百分比浓度为4％时粒径分布最窄。在无皂乳液聚合中，一定温度下，添加一定量的助溶剂丙酮，可以使反应在较短时间内获得较高转化率。在相同条件下，随着反应温度的升高，反应也可以在较短的时间内达到反应终点。在一定浓度范围内，Rh随着引发剂过硫酸钾(KPS)浓度的增大而减小；随丙酮用量的增大而减小。从而可制得不同粒径及粒径分布的表面含活性氯的交联聚苯乙烯微球。通过这些研究，最终选用无皂乳液聚合法制备的表面富含活性氯原子的交联聚苯乙烯微球进行下一步表面改性。 用该表面富含活性氯的交联聚苯乙烯微球作为引发剂，以CuCl为催化剂，N，N，N'，N”，N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为配位剂，水为分散介质，引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)进行原子转移自由基聚合，得到PNIPAAm-g-PSt温敏性微球。借助傅立叶转换红外(FTIR)、差热扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及激光光散射仪(LLS)对产物的结构、性质、形态及其粒径分布进行了测定，表明PNIPAAm成功接枝到PSt微球的表面。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章分散聚合制备表面含有活性氯的交联聚苯乙烯微球

第三章无皂乳液聚合法合成表面富含氯的交联聚苯乙烯微球

第四章温敏高分子微球的制备

第五章结论与展望

参考文献

致谢

课题成果清单