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核壳结构聚合物微球的合成、改性及应用

作　者: 琚飞飞
导　师: 汪谟贞；葛学武
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 种子乳液聚合 核壳微球 中空微球 氧化锌 辐射接枝改性
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本论文采用种子乳液聚合法合成了核壳结构微球,并以其为前驱体,制备了中空微球。以制得的中空微球作为反应容器,采用溶胀法原位生成了氧化锌纳米粒子。基于辐射法的优点,还对微球进行了表面辐射接枝改性的研究。本论文的具体工作及相关结果如下:1.采用种子乳液聚合的方法合成了PBA/PS和PMMA/PS核壳结构微球,并以此作为前驱体,利用酸碱溶胀法制备出中空微球。研究了控制核壳和中空结构生成的控制因素。结果表明,在壳层单体包裹种子乳胶粒的聚合阶段,保证较高的瞬时单体转化率是制备中空微球的关键。其中,单体和引发剂的滴加速度及温度对最终的形态有着显著的影响,过低的滴加速度会导致核与壳之间相互缠结而无法得到中空结构;过高的反应温度则会引起均相成核,损耗壳层单体,进而使包裹过程无法顺利进行,最终粒子形态则呈现非球形的凹陷状。另外,核层和壳层单体的性质对中空微球的形态也有着较大的影响。PBA相对PMMA具有较强的疏水性,从而使得PBA核层和PS壳层之间的分界线更为明显。2.采用上述方法合成了PS中空微球,利用此中空微球作为反应容器,在中空球内原位生成氧化锌纳米粒子。对ZnO/PS复合微球的形态、紫外吸收和荧光发射性能,以及ZnO的负载效率的研究表明,在原位生成ZnO纳米粒子的过程中,不同的反应物(CH3COO)2Zn·2H2O和LiOH·H2O的溶胀顺序对ZnO纳米粒子的尺寸有着较大的影响,而对其晶型无明显影响。(CH3COO)2Zn·2H2O和LiOH·H2O的比例对所得ZnO的晶型和大小均影响不大。不同溶胀顺序得到的ZnO纳米粒子对紫外光的吸收差别不大,但荧光性能有着明显差异,主要是由于紫外光的吸收与ZnO晶型有关,而荧光性能是与ZnO粒子的尺寸相联系的。3.采用种子乳液聚合法制备了PS和PBA的共聚微球,并对其进行表面辐射接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的改性研究。结果表明,在24.4Gy/min剂量率下,接受12.75 kGy的吸收剂量后,共聚微球的表面有PGMA的接枝链生成。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-29
  1.1 引言  9-10
  1.2 核壳结构粒子的合成方法  10-15
    1.2.1 乳液聚合  10-12
    1.2.2 包覆无机物的策略  12-15
  1.3 高分子核壳微球形成的机理和条件  15-18
    1.3.1 高分子核壳微球形成的机理  15-16
    1.3.2 高分子核壳微球形成的条件  16-18
  1.4 中空微球的合成研究  18-22
    1.4.1 直接聚合法制备  18-20
    1.4.2 利用树状高分子制备  20
    1.4.3 通过核壳前驱体制备  20-22
  1.5 微球表面辐射接枝研究  22-24
    1.5.1 辐射接枝方法  23-24
  1.6 本论文的设计思路和背景  24-25
  参考文献  25-29
第二章 种子乳液聚合制备核壳和中空微球  29-39
  2.1 引言  29-30
  2.2 实验部分  30-32
    2.2.1 主要原料  30
    2.2.2 合成步骤  30-32
    2.2.3 表征  32
  2.3 结果与讨论  32-37
    2.3.1 PBA/PMMA 核壳粒子  32-33
    2.3.2 PMMA/PS 核壳粒子  33-34
    2.3.3 中空微球的合成  34-37
  2.4 结论  37-38
  参考文献  38-39
第三章 原位生成法制备 ZnO/PS 复合微球  39-50
  3.1 引言  39-40
  3.2 实验部分  40-42
    3.2.1 主要原料  40-41
    3.2.2 合成步骤  41
    3.2.3 表征  41-42
  3.3 结果与讨论  42-47
    3.3.1 ZnO 纳米粒子形成机理分析  42-43
    3.3.2 TEM 分析  43-44
    3.3.3 XRD 分析  44-45
    3.3.4 紫外吸收光谱和荧光发射光谱分析  45-46
    3.3.5 TG 分析  46-47
  3.4 结论  47-48
  参考文献  48-50
第四章 PBA/PS 共聚微球表面辐射接枝研究  50-57
  4.1 引言  50-51
  4.2 实验部分  51-52
    4.2.1 主要原料  51-52
    4.2.2 合成步骤  52
    4.2.3 表征  52
  4.3 结果与讨论  52-55
    4.3.1 红外分析  53-54
    4.3.2 XPS 分析  54-55
  4.4 结论  55-56
  参考文献  56-57
致谢  57

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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