悬浮-乳液复合聚合聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯复合粒子的颗粒特性和成粒机理

采用在苯乙烯 (St)悬浮聚合过程中滴加甲基丙烯酸甲酯 (MMA)乳液聚合组分的悬浮 乳液复合聚合方法 ,制备大粒径聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 (PS PMMA)复合粒子 .研究聚合物粒径分布和颗粒形态的变化发现 ,在St悬浮反应中期滴加MMA乳液聚合组分后 ,聚合体系逐渐由悬浮粒子与乳胶粒子并存向形成单峰分布复合粒子转变 ,最终形成核 壳结构完整的大粒径PS PMMA复合粒子 ;在St悬浮反应初期滴加MMA乳液聚合组分 ,St与MMA一起分散成更小液滴 ,反应后期凝并成非核 壳结构复合粒子 ;在St悬浮反应后期滴加MMA乳液聚合组分 ,PMMA乳胶粒子与PS悬浮粒子基本独立存在 .根据以上结果 ,提出了St MMA悬浮 乳液复合聚合的成粒机理 .     

磁性SiO2/PSt中空复合微球的细乳液法制备及表征

采用双原位细乳液聚合工艺,将疏水改性的磁性纳米粒子(MNP)加入到细乳液反应体系的油相中,利用增长的聚合物和单体TEOS之间的相分离原理,实现了聚合物的生成和TEOS的水解缩合同步进行,一步获得了磁性SiO2/PSt中空复合微球.通过红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重差热分析(TGA/DSC)和振动磁强计(VSM)对中空复合微球进行了表征.结果表明,制备的SiO2/PSt中空复合微球的尺寸范围为300～600 nm,当加入磁性纳米粒子后,得到的磁性SiO2/PSt中空微球保持了原来的中空结构,中空复合微球内腔的大小可以通过改变单体TEOS的加入量来控制.SiO2/PSt中空微球对磁性纳米粒子的包封率达到了86%.磁性SiO2/PSt中空复合微球具有超顺磁性,饱和磁强度值为14.7 emu/g.     

纳米SiO_2粒子锚固偶氮引发剂及接枝聚甲基丙烯酸甲酯

对纳米SiO2 粒子锚固偶氮引发剂 ,进而引发甲基丙烯酸甲酯聚合而制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 纳米SiO2 复合粒子进行了研究 .纳米SiO2 先用环氧型硅烷偶联剂处理 ,再与偶氮二氰基戊酸发生缩合反应而锚固上偶氮引发剂 ,通过差示扫描量热和元素分析证明了引发剂在纳米SiO2 表面的锚固 .通过改性纳米SiO2 存在下MMA的乳液聚合 ,制备得到了接枝率为 2 3 2 %、接枝效率为 36 1%的PMMA 纳米SiO2 复合粒子 .经乳液聚合后 ,纳米SiO2 粒子团聚程度减小 ,在水相中分散稳定 .     

苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯悬浮-乳液复合聚合过程中聚合物复合粒子组成的变化

采用苯乙烯(St)悬浮聚合过程中滴加甲基丙烯酸甲酯(MMA)乳液聚合组分,悬浮乳液复合聚合(SECP)方法,制备大粒径聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯(PS- PMMA)复合粒子.采用FTIR、1H- NMR、13C- NMR分析方法,研究SECP各个时期复合粒子中MMA- St链节摩尔比,发现悬浮粒子中MMA St链节摩尔比逐渐增大,而PMMA乳胶粒子中逐渐减少,表明悬浮相和乳液相间存在物质传递过程.悬浮粒子中MMA链节质量与MMA总投料质量比主要由乳胶粒子生成速率和乳胶粒子向悬浮粒子凝聚速率决定.最终得到的复合粒子除含PS和PMMA均聚物外,还含少量MMA-St共聚物.     

超浓乳液聚合制备PU/PS的SIPN粉状树脂研究

将聚氨酯予聚体 (PU ) 苯乙烯 (St)的复合体系 ,用超浓乳液聚合方法制备了半互穿聚合物网络(SIPN)复合聚合物 ,得到了用聚氨酯予聚体改性的聚苯乙烯 (PU/PS)SIPN粉状树脂 .研究了分散相的比例(α)和聚合温度对聚合稳定性及聚合转化率 -时间的关系 ;测定了聚合物胶乳粒子的大小、形态 ,玻璃化温度 ,动态力学性能等 .结果表明 ,超浓乳液聚合较之本体聚合具有较高的聚合速率 ,容易控制所制备的胶乳粒径 ,能够制得PU/PS复合聚合物的SIPN粉状树脂 .该粉状树脂便于加工 ,具有良好的强韧性 ,有利于扩大应用     

PU-St超浓乳液聚合动力学及聚合物性质的研究

采用一步法制备聚氨酯预聚体 ( PU)苯乙烯 ( St)超浓乳液 ,探讨了稳定的超浓乳液的 NCO/OH和 St/PU最佳比例范围。研究了乳化剂和引发剂浓度对超浓乳液聚合的稳定性及聚合动力学的影响 ,并制得了用 PU改性的聚苯乙烯 ( PS)粉状树脂。测定了乳胶粒子大小、粒径分布、分子量和聚合物膜的动态力学性质。发现乳胶粒子大小及其单分散性随聚合转化率的增加而增加 ;与本体聚合比较 ,聚合物的分子量有明显增大 ;PU- PS复合聚合物具有优良性能。     

纳米TiO_2粒子静电吸附引发剂及其原位锚固丙烯酸丁酯聚合

调节体系酸碱度使分散于水分散液中的纳米TiO2粒子表面带负电,进而通过静电作用高效稳定吸附上偶氮盐类引发剂2,2′-偶氮二异丁脒二氯化氢(AIBA).实验发现引发剂在TiO2粒子表面的静电吸附存在一个稳定吸附上限,其值在pH=10的体系中为0.084mmol/g(相对于TiO2的量).进一步通过原位乳液聚合在TiO2粒子表面就地引发丙烯酸丁酯(BA)的锚固聚合,制备得到了PBA/TiO2复合乳胶.对聚合动力学和聚合产物的观察发现,吸附引发剂在其中起到重大作用,只有当引发剂用量略低于稳定吸附上限时,反应过程稳定性和聚合产物分散性才较好.此时聚合反应阻聚期短、反应速率快、单体转化率高、实验重现性好.热重分析(TGA)和红外光谱分析(FTIR)结合抽提实验证实,通过原位乳液聚合可在TiO2粒子表面锚固上13.5%的不可抽提PBA聚合物.动态激光粒度分析(DLS)发现,原位锚固改性对TiO2粒子软团聚体具有稳定的解团聚作用,可有效提高纳米TiO2粒子在体系中的分散性和分散稳定性.这一化学改性作用与超声分散所带来的物理性的可逆解软团聚作用有着本质区别.     

二氧化硅-聚丙烯腈核-壳结构复合纳米粒子的制备与表征

以甲基丙烯酸-3-(三甲氧基硅基)丙酯改性的SiO2纳米粒子为种子,采用乳液聚合法制备了粒径分布较窄的SiO2-聚丙烯腈(SiO2-PAN)核-壳结构复合纳米粒子。采用动态光散射、傅里叶红外光谱、透射电镜和扫描电镜表征了复合纳米粒子的粒径及分布、组成、形态和结构,并研究了表面活性剂的加入方式、反应温度及交联剂的引入对制备SiO2-PAN复合纳米粒子的影响。结果表明:SiO2-PAN复合纳米粒子为核-壳结构。采用半连续加入表面活性剂的方法,可以成功抑制乳液聚合中次级粒子的生成。通过增加表面活性剂的初始加入量、加快表面活性剂的补加速率,或降低反应温度,可使SiO2-PAN复合纳米粒子的粒径变小。反应温度的降低以及交联剂的引入使SiO2-PAN复合纳米粒子的表面变得平滑。     

由氨解PDVB-alt-MAH纳米粒子作稳定剂的超声乳化-Pickering乳液聚合反应研究

采用以氨解的聚(二乙烯基苯-马来酸酐)交联共聚物纳米粒子(PDVB-alt-MAH nanoparticles,PDMNPs)为稳定剂、偶氮二异丁腈为引发剂、去离子水为分散介质、苯乙烯(St)为单体构成的体系,制备出聚苯乙烯(PSt)微球.利用扫描电子显微镜、激光粒度仪等仪器考察了PSt微球的形貌和粒径,分别探讨了单体乳液的稳定性、机械搅拌速率、稳定剂用量对聚合反应的影响,结果指出超声乳化和机械搅拌是必要的工艺条件,同时,发现在0.58 wt%~11.76 wt%(g/g St)的范围内增大稳定剂用量,PSt微球产物的尺寸由200 nm减小至90 nm;利用凝胶渗透色谱对聚合过程动力学进行了追踪分析;利用红外吸收光谱、X射线光电子能谱对PSt微球的化学结构进行了表征.研究结果表明,由氨解PDMNPs稳定的超声乳化-Pickering乳液聚合体系具有如下特点:(1)PDMNPs稳定效率高;(2)超声辅助的乳化设备简单;(3)所制备的球形PSt粒子表面无皂洁净、粒径分布较窄.该聚合方法用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和α-甲基苯乙烯(AMS)等其他常见单体的聚合,结果表明,该方法对制备油溶性单体的聚合物微球具有普适性和通用性.     

甲基丙烯酸甲酯/纳米SiO_2粒子分散液的细乳化和细乳液聚合

对包含纳米SiO2粒子的甲基丙烯酸甲酯(MMA)的细乳化和细乳液聚合行为进行了研究.发现在超声细乳化过程中,90%以上的分散于MMA相的纳米SiO2粒子将从油相逃逸到水相.采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(MPS)偶联剂处理SiO2粒子,可以增加其表面亲油性,抑止这种逃逸,经测定几乎全部SiO2粒子在超声细乳化后仍稳定停留在细乳化亚微液滴中.通过进一步细乳液聚合,得到了分散稳定、界面清晰的包裹有纳米SiO2粒子的聚甲基丙烯酸甲酯复合粒子乳液.     

pH值和前驱体用量对核壳结构PSt/SiO2复合微球结构形态的影响

首先通过无皂乳液聚合法制得表面含羧基、粒径为360 nm的单分散聚苯乙烯(PSt)种子乳液,并在EtOH/H2O混合介质中用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对其进行改性,制得表面含有活性硅乙氧基并带有正电荷的改性PSt乳胶粒,然后再加入原硅酸乙酯(TEOS)进行共水解与共缩聚反应,制备出了核壳结构PSt/SiO2...     

钛酸四丁酯水解制备聚苯乙烯/二氧化钛核壳粒子及空心二氧化钛微球

通过无皂乳液聚合方法制备了阳离子型及阴离子型聚苯乙烯(PSt)乳胶粒,并对后者用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)进行了表面改性制得了乳胶粒表面载正电荷的乳液.在乙醇与水的混合溶剂中,分别使用以上3种PSt乳胶粒为核加入钛酸四丁酯制备了核壳型PSt/TiO2复合粒子.结果显示,仅在使用经KH550改性的阴离子PSt乳...     

超声无皂乳液聚合制备BA/St/AM三元共聚物乳胶粒及其聚合机理研究

将超声技术引入到无皂乳液聚合方法中,在不加入任何引发剂和乳化剂的情况下,制备了丙烯酸丁酯(BA)/苯乙烯(St)/丙烯酰胺(AM)三元共聚纳米乳胶粒.研究了不同超声时间对单体转化率、乳胶粒粒径以及乳液粘度的影响.同时还探讨了超声无皂乳液聚合机理,认为AM在聚合过程中起到了引发和稳定的作用.TEM照片表明,乳胶粒直径大约在80nm左右,FTIR及DSC分析表明产物为三元共聚物,而不是共混物.     

PSt种子与“花瓣”形PSt/PAN复合颗粒的制备

以过硫酸钾为引发剂,在乙醇/水的混合介质中使苯乙烯进行无皂乳液聚合,得到了单分散亚微米级聚苯乙烯(PSt)微球.用扫描电子显微镜研究了引发剂浓度、单体浓度、反应温度和溶剂组成对PSt微球粒径的影响.结果表明,改变上述条件能明显影响其粒径.以所得单分散聚苯乙烯微球为种子,在丙烯酸单封端聚乙二醇大分子单体存在的条件下,使丙烯腈和少量苯乙烯进行新的无皂种子乳液聚合,在合适的条件下制得到了“花瓣”形的聚合物复合颗粒,为深入探讨这类特殊形态聚合物颗粒的形成机理提供了新的佐证.     

DESIGN AND CONTROL OF SOAP-FREE HYDROPHILIC-HYDROPHOBIC CORE-SHELL LATEX PARTICLES WITH HIGH CARBOXYL CONTENT IN THE CORE OF THE PARTICLES

Soap-free hydrophilic-hydrophobic core-shell latex particles with high carboxyl content in the core of the particles were synthesized via the seeded emulsion polymerization using methyl methacrylate(MMA),butyl acrylate(BA), methacrylic acid(MAA),styrene(St)and ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA)as monomers,and the influences of MMA content used in the core preparation on polymerization,particle size and morphology were investigated by transmission electron microscopy,dynamic light scattering and conductometric titration.The results showed that the seeded emulsion polymerization could be carried out smoothly using "starved monomer feeding process" when MAA content in the core preparation was equal to or less than 24 wt%,and the encapsulating efficiency of the hydrophilic P(MMA-BA-MAAEGDMA) core with the hydrophobic PSt shell decreased with the increase in MAA content.When an interlayer of P(MMAMAA -St)with moderate polarity was inserted between the P(MMA-BA-MAA-EGDMA)core and the PSt shell,well designed soap-free hydrophilic-hydrophobic core-shell latex particles with 24 wt%MAA content in the core preparation were obtained.     

Polar Gradient Latex Particles with Hydrophilic Core and Hydrophobic Shell Prepared via Multistep Emulsion Polymerization

Monodisperse polar gradient particles were synthesized via a three‐step emulsion polymerization using poly(butyl acrylate‐methyl methacrylate‐methacrylic acid‐ethylene glycol dimethacrylate) (P(BA‐MMA‐MAA‐EGDMA)) as core, poly(methyl methacrylate‐methacrylic acid‐styrene) (P(St‐MMA‐MAA)) as interlayer and polystyrene (PSt) as shell. The particle growth and encapsulation in each emulsion polymerization step were followed by transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS) and conductometric titration. Results indicated that the feeding mode and the interlayer were essential to prepare the polar gradient latex particles with hydrophilic core and hydrophobic shell. The morphologies of the two‐layer core/interlayer and three‐layer core/interlayer/shell particles were observed in TEM micrographs, and the sequential encapsulations of the carboxyl‐containing core and the core/interlayer particles were confirmed by an increase in the particle size as well as an increase in the buried carboxyl percentage.     

种子表面改性法制备核壳结构PSt/SiO_2复合微球

首先采用无皂乳液聚合法合成了表面带负电荷、粒径为360nm的单分散聚苯乙烯(PSt)种子乳液,并以EtOH/H2O混合物为分散介质,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)在25℃下对PSt微球表面进行改性,得到了表面硅烷化并带有正电荷的改性PSt种子乳液,然后在碱性条件下加入原硅酸乙酯(TEOS)使其和微球进行共水解与共缩聚,制备出了核壳结构PSt/SiO2复合微球,并利用电镜对复合微球的结构形态进行了表征.研究表明,PSt种子乳液改性时体系的zeta电位随着KH-550用量的增加而升高,当KH-550用量为PSt种子重量的1/3时,体系的zeta电位从原来的-34.5mV升高到了38mV,达到对PSt微球表面改性的最佳值;在制备PSt/SiO2复合微球时,TEOS水解缩聚形成的SiO2包覆到改性微球上的量随着反应时间的延长而增加,反应24h时达到97.9%的最大值;随介质中水含量的增加,吸附到复合微球表面上的SiO2纳米颗粒逐渐减少,复合微球表面逐渐变得光滑,当EtOH/H2O质量比降低到60/28.5时,得到结构均一、壳层厚度为35nm的核壳结构PSt/SiO2复合微球。     

无乳化剂乳液聚合法合成单分散大粒径高分子微球的研究

无乳化剂乳液聚合法合成单分散大粒径高分子微球的研究朱世雄杜金环金熹高陈柳生（中国科学院化学研究所北京１０００８０）关键词无乳化剂乳液聚合，单分散，均相成核，低聚物胶束微米级大粒径单分散高分子微球在标准计量、情报信息、分析化学等许多领域都有广泛的...     

反应介质pH值和前驱体用量对PSt/TiO_2复合微球结构形态及TiO_2空心微球形貌的影响

首先用聚乙烯亚胺(PEI)对粒径为360 nm的单分散无皂聚苯乙烯(PSt)乳胶粒进行修饰,得到表面荷正电的PSt种子乳液,然后将其滴加到溶有钛酸正丁酯(TBT)的乙醇与水的混合介质中,通过溶胶-凝胶(sol-gel)法制备出了核壳结构PSt/TiO2复合微球,系统研究了体系pH和TBT用量对复合微球结构形态的影响.研究表明,酸性条件不利于核壳结构PSt/TiO2复合微球的形成;当体系pH值为7.2时,可得到包覆完整、TiO2壳层厚度均一的PSt/TiO2复合微球,此后随着体系pH值的升高,包覆厚度逐渐提高;当pH值升高到11.0时,壳层厚度达到最大,但出现了包覆层不完整的复合微球.在固定聚合体系pH为8.5,EtOH/H2O质量比为100/6,表面修饰PSt种子乳液用量为0.5 g(固含量为4%)的条件下,随着TBT用量从0.01 g增加到0.16 g,复合微球壳层厚度从约0 nm逐渐增加到60 nm;当TBT用量增加到0.32 g时,壳层厚度迅速降至12nm,微球表面变得粗糙,并出现大量未包覆微粒;此后随着TBT用量的增加,包覆层厚度逐渐减少,未包覆微球逐渐增多.结果显示,当复合微球中TiO2包覆层达到一定厚度时,经煅烧后才能得到形貌完整的TiO2中空微球.     

Preparation of N2/CO2 triggered reversibly coagulatable and redispersible latexes by emulsion polymerization of styrene with a reactive switchable surfactant

This work reports the development of a reversibly coagulatable and redispersible polystyrene latex system that can be triggered by N(2)/CO(2). The coagulatability and redispersibility of the latexes were achieved by employing 0.9-5.6 wt % (N-amidino)dodecyl acrylamide (DAm), a reactive switchable surfactant, in an emulsion polymerization of styrene under CO(2) atmosphere. The resulted latex particles were readily coagulated by N(2) bubbling at 60 °C and redispersed by CO(2) bubbling and ultrasonication, which switched amidine moieties between neutral and ionic states. The coagulation/redispersion processes were repeatable. The prepared latexes showed good stabilities against electrolytes, especially with higher charges.