无皂乳液聚合法合成阴离子PS微球及粒径控制

以苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用无皂乳液聚合法合成了单分散阴离子聚苯乙烯(PS)微球,并对微球结构和影响单分散性的因素进行了研究。结果表明,AA单体也已共聚到聚合物链上,AA的加入使PS微球粒径减小,并赋予PS微球表面负电性;聚合反应的活化能为42.95kJ/mol,升高聚合温度提高了反应速率;随着KPS用量的增加,PS微球粒径减小,在用量为0.6%时呈现最好单分散性;随着反应介质中丙酮含量增加,聚合物在介质中溶解度增加,使PS微球粒径有所减小,但微球粒径分布有所变宽。     

单分散PS/PAA聚合物微球的研制

以苯乙烯为单体,采用分散聚合法制备了单分散性的聚苯乙烯(PS)微球,然后以PS微球作为种子、丙烯酸(AA)进行无皂种子乳液聚合制备了PS／PAA微球。考察了单体、引发剂、分散剂用量,反应介质极性和交链剂等因素对微球粒径大小及其分布的影响,探讨了分散聚合的反应机理。结果表明,通过改变反应工艺条件,能够制备粒径为1．0～3．0μm、单分散性很好的PS微球;通过无皂种子乳液聚合得到的核壳结构的PS／PAA微球粒径为2．50μm,多分散系数(PI)为0．0325,酸值为10．27mgNaOH／g,其表面带有羧基的特性能进一步扩大应用范围。     

单分散聚苯乙烯微球的表面皱纹化

首先制备了不同粒径的未交联的单分散聚苯乙烯(PS)微球;而后通过离子溅射技术在PS微球表面沉积了一层均匀光滑的铂(Pt)壳层,得到了PS-Pt核壳结构的复合微球;最后借用溶剂溶胀法诱导微球表面起皱的发生,从而制备了表面带有皱纹微结构形貌的PS微球.系统考察了微球表面Pt层厚度(t)、微球粒径(D)、溶剂组成(即溶胀度)等因素对球面起皱和皱纹形貌的影响,获得了球面皱纹周期与Pt层厚度的指数关系;结合理论分析了其起皱行为,实验结果与理论分析相吻合.此外,将表面起皱与表面等离子体刻蚀技术相结合,实现了表面带有纳米点状凸起与皱纹复合微结构形貌的PS微球的可控制备.     

聚天冬酰胺衍生物对P(MMA-GMA-DVB)微球的修饰

用无皂乳液聚合法合成了不同交联剂含量(单体的20～50wt%)的表面带环氧基团的窄分散的P(MMA-GMA-DVB)(PMGD)复合微球,以L-天冬门酸为原料用磷酸催化溶剂法制备了聚琥珀酰亚胺(PSI),以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂将PSI接枝到PMGD微球表面.元素分析结果证明,当微球中DVB的含量为40%时,微球表面修饰的PSI量最多.然后用乙二胺对微球表面剩余的PSI环进行开环,利用微球表面的氨基键合荧光素异硫氰酸荧光素(FITC),得到了荧光微球.     

室温沉淀聚合制备单分散聚苯乙烯微球

采用沉淀聚合的方法以乙醇/水为混合溶剂、K_2S_2O_8/NaHSO_3为引发剂,室温下引发苯乙烯聚合制备了单分散的聚苯乙烯(PS)微球.研究了反应时间、引发剂用量、反应溶剂中乙醇与水的比例、搅拌速度对聚苯乙烯微球的收率及形貌、单体转化率的影响.结果表明,聚苯乙烯微球的单体转化率、微球的收率和粒径随着反应时间的延长而增加,反应12 h后趋于稳定;当增加引发剂的用量,聚苯乙烯微球的单体转化率、微球的收率和粒径都有所增加,K_2S_2O_8与Na HSO_3用量分别在≤2.0%和1.3%时,能够得到单分散的聚苯乙烯微球;随着反应介质中水含量的增加,聚苯乙烯微球的单体转化率、微球的收率先增加后降低,单分散性变差,水含量在≤40%能够得到单分散的微球;搅拌速度从600 r/min增加到1200 r/min时,微球粒径、收率与单体转化率几乎没有变化.并初步研究了聚苯乙烯微球的形成机理.     

带羧基单分散彩色微球的制备

采用两步活性溶胀种子聚合法, 制备了可用于免疫检测的3种不同颜色的表面带有羧基功能基的粒径在400—800 nm之间的彩色单分散微球. 先用无皂乳液聚合法制备出单分散聚苯乙烯种子, 然后用邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)作为溶胀剂对微球进行溶胀, 溶涨后的种子模板再用混溶的苯乙烯、二乙烯苯、丙烯酸、双键彩色染料以及引发剂(BPO)溶胀, 升温聚合后得到理想的单分散微球. 考察了DBP和单体用量、各单体配比及染料对微球的形貌和单分散性的影响.     

一种聚苯乙烯荧光微球的制备及发光机理研究

以聚苯乙烯(PS)微球为基质,与乙酰氯通过Friedel-Crafts反应得到具有荧光性质的乙酰化聚苯乙烯微球(PS-AC).红外光谱(FTIR)分析表明苯环上已成功偶联了乙酰基.我们推测PS-AC微球的荧光现象是由聚苯乙烯分子链中的苯环与羰基双键通过π-π共轭形成的刚性平面结构引起的.为了验证该发光机理,以乙基苯和乙酰氯为原料通过Friedel-Crafts酰基化反应合成了一种与荧光微球发光基团具有相似结构的小分子化学物-对乙基苯乙酮.荧光发射光谱分析表明,对乙基苯乙酮与荧光微球在350~400 nm范围内激发光源的激发作用下都能在400~600 nm范围内产生稳定的荧光发射峰.而紫外-可见吸收光谱表明,与PS微球、乙基苯和乙酰氯相比,PS-AC微球与对乙基苯乙酮在300~400 nm范围内出现了新的吸收带,属于新形成的共轭体系的吸收.这种新的共轭体系可以将微球吸收的紫外光或紫光转变成可见的荧光.以上实验结果表明,本研究制备的荧光微球的发光现象是由苯环π键与羰基双键的共轭作用产生的.     

氯乙酰化聚苯乙烯型固相载体的制备

经聚苯乙烯(PS)微球的Friedel-Crafts酰基化反应制备了氯乙酰化PS功能化载体.避免了氯甲基树脂生产中使用氯甲醚等致癌物质,且消除了该生产中的二次交联及多取代等副反应.对催化剂、反应时间、酰基化试剂、PS微球的粒径及溶剂用量等反应条件进行了优化.得到担载量为4.6mmol/g的氯乙酰化PS,且在一定范围内,担载量可通过改变反应条件进行控制.     

量子点@SiO_2微球的水相合成及其在流式分析技术中的应用

通过表面配体交换将巯基硅烷包覆在量子点(QDs)表面,并与过量的硅烷共水解制备出包覆QDs的荧光硅球。该方法通过化学键合避免了QDs的泄露以及QDs荧光性质的改变,而且微球表面富集大量的巯基,为后续的反应提供活性位点。研究了反应时间、温度和搅拌速度对荧光微球形成的影响,优化条件得到了尺寸均一、单分散性的荧光微球。将荧光微球用于流式细胞分析检测,微球的数量和荧光强度能够满足流式分析检测的需要,适合制备成编码微球。     

聚苯乙烯/银核/壳复合微球的制备及其表征

通过分散聚合法制备了单分散性好,粒径均一的聚苯乙烯(PS)微球.以PS微球为核,用浓硫酸进行表面改性,使其表面带有负电.加入一定量的[Ag(NH3)2]+溶液,由于静电吸引,使其吸附在PS微球表面,通过化学还原的方法制备了PS/Ag核/壳结构复合微球.采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)以及紫外-可见光谱对PS/Ag复合微球进行表征.结果表明:通过PS微球的表面改性,在其表面引入了磺酸基团,提高了微球表面的电负性和亲水性,对包覆过程起到了很好的促进作用;通过稳定剂(PVP)和不同还原剂(一缩二乙二醇DEG和乙二醇EG)的使用,形成的PS/Ag核/壳复合微球形貌不一样,同时研究表明制备出的PS/Ag复合微球可以用于催化剂催化还原有机染料溶液,表现出很好的催化活性.     

单分散多孔St/DVB共聚微球的制备

用分散聚合法制出了粒径约为2μm的单分散聚苯乙烯(PSt)种子,再通过改进的活性二步种子溶胀法制得了粒径约为4．5μm的单分散多孔St／DVB共聚微球。在溶胀阶段,用XSP-8CA生物显微镜观察活化、溶胀温度,1～氯代十二烷(CD,mL)／PSt(g)的比例及单体混合物总体积对溶胀种子粒径及单分散的影响,确定了合适的制备工艺条件。用SEM观察多孔聚合物微球的粒径和形貌,并用BET法考察了不同比例的及甲苯浓度变化对多孔聚合物微球孔结构的影响,实验表明,随着VDVB／Vst的比例的增大和甲苯浓度的提高,多孔微球的比表面积增大,孔分布向小孔区域移动。     

单分散聚苯乙烯微球的制备及表征

应用膜乳化-液中干燥法成功制备出粒径为2～20μm的单分散聚苯乙烯(PS)微球.PS微球的粒径主要由膜孔径决定,其值约为膜孔径的2倍;PS溶液的浓度对其也有一定的影响.膜乳化过程中的压力对微球粒径的分散性有很大的影响,在一定压力范围内,粒径呈单分散.在分散相中加入致孔剂,制备出表面多孔的PS微球.采用复乳-液中干燥法制备出中空PS微球.     

悬浮液气-液界面二元胶体颗粒的漂浮组装机理

提出一种在悬浮液气-液界面漂浮组装亚微米单分散聚苯乙烯(PS)微球和纳米SiO2颗粒二元胶粒晶体的新方法, 并系统研究了漂浮组装机理. 研究表明, 聚苯乙烯微球和二氧化硅两种胶体颗粒在悬浮液气-液界面的漂浮组装是以PS微球的组装为主导的. 在一定PS微球相浓度范围内, 悬浮液中PS 微球与SiO2颗粒的初始体积配比基本不影响PS微球有序组装的形成. PS微球粒径在150-500 nm时易于形成有序排列, 较小或较大粒径的PS微球难以形成有序排列. SiO2颗粒的组装是一种以PS微球为“基底”的沉积过程. 二元胶粒晶体中SiO2颗粒的体积分数由其在混合悬浮液中的相浓度所决定.     

悬浮聚合法制备单分散聚硅氧烷微球

采用悬浮聚合法以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为主要原材料,制备球形度良好的单分散聚硅氧烷微球。并同时研究了反应体系中反应条件对微球粒径大小及其分布的影响。通过扫描电镜(SEM)、动态光散射(DLS)和红外光谱(FT-IR)等分析手段分别对微球的形貌、分布和结构等进行了表征。确定最优的反应条件为:同时满足温度为40℃且氨水浓度为0.01%时,微球呈球形度良好的单分散状态。     

壳聚糖纳米粒子荧光探针的制备和表征

通过低分子量的壳聚糖(LCS)聚阳离子与三聚磷酸钠(TPP)的静电作用制备纳米级壳聚糖微球,并利用壳聚糖链上丰富的氨基与荧光素异硫氰酸酯(FITC)反应从而制备纳米壳聚糖微球荧光探针(NFCS)。结果表明,当壳聚糖分子量为60000,LCS与TPP的质量比为6∶1时,可得到粒度均一的球形纳米粒子,平均粒径为40±3 nm。荧光倒置显微镜观察证实FITC结合到壳聚糖微球上。荧光光谱分析显示NFCS的最大激发波长、最大发射波长与游离态FITC无显著差异。光漂白实验证实NFCS的稳定性比游离态FITC有显著提高。     

种子溶胀法制备单分散高交联聚苯乙烯微球

以分散聚合法制得平均粒径为1.80μm的聚苯乙烯微球为种子,与溶胀剂和单体、交联剂的混合物经二步溶胀聚合法,制备了单分散高交联聚苯乙烯微球。讨论了单体浓度和醇水比对种球的影响,以及溶胀剂的种类、溶胀剂浓度、交联剂浓度、溶胀温度和搅拌速度等因素对交联聚苯乙烯微球粒径及分散系数的影响。用扫描电子显微镜、离心式粒度分析仪及DSC分析测试技术对微球的外观形貌、粒径大小及分布和玻璃化转变温度分别进行了表征。结果表明,当溶胀剂质量分数为25%、交联剂质量分数为23%、溶胀温度30℃、搅拌速度为150r/min时,可制得平均粒径为6.20μm且单分散性较好的高交联聚苯乙烯微球。     

微米级PS-PEDOT核壳型导电微球的合成与拉曼表征

以分散聚合法制备的微米级聚苯乙烯(PS)微球为模板、3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)为单体、过硫酸铵(APS)为引发剂,通过氧化聚合制备了PS-PEDOT核壳型复合导电微球。采用扫描电镜、透射电镜等对导电微球的形貌和结构进行了表征,重点采用拉曼光谱研究了其核壳结构特征。并研究了超声分散、溶液pH以及单体配比对导电微球形貌的影响。实验结果表明:超声的引入可提高导电微球的单分散性,改善微球的形貌。随着pH的降低或单体配比的增加,导电聚合物在PS微球表面的负载量随之增加,当m(EDOT)/m(PS)由0.60增加到1.25时,导电微球的平均粒径由1.76μm增加到1.91μm。     

特殊形态聚合物微球原位负载Ag纳米粒子

以苯乙烯单封端的聚N-异丙基丙烯酰胺(St-PNIPAAm)大分子单体为反应性分散稳定剂,使之与丙烯腈(AN)和少量苯乙烯(St)在醇/水混合介质中进行三元分散共聚反应,制得了以聚苯乙烯(PS)为核,表面接枝PNIPAAm的聚合物微球(PNIPAAm-g-PAN/PS).利用扫描电子显微镜(SEM)观察证实:所得聚合物微球的粒径和表面凸起均一,形态结构规整,其粒径和形态可通过改变聚合反应条件加以控制.以典型配方的聚合物微球为媒介,AgNO3为金属源,乙醇为还原剂,在90 ℃下使Ag纳米粒子原位负载在PNIPAAm-g-PAN/PS聚合物微球表面.利用透射电子显微镜(TEM),紫外光谱(UV)及傅立叶红外光谱(FT-IR)对表面负载Ag纳米粒子的聚合物微球样品进行了表征,结果表明:Ag纳米粒子在特殊形态聚合物微球表面负载均匀,通过改变银离子的用量可将Ag纳米粒子的大小控制在3～32 nm范围内,最小平均粒径约为6 nm.     

两步后交联法制备氯甲基化聚苯乙烯交联微球

以平均粒径为40μm的非交联氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)微球为出发物料,采用水解-轻度交联与重度交联两步骤的后交联方法,制备了氯甲基化聚苯乙烯交联微球.用红外光谱表征了交联前后微球化学结构的变化,使用扫描电镜观察了交联微球的形貌,重,点考察了各种交联条件对微球交联度的影响规律,分析了交联反应机理.结果表明:先将非交联氯甲基化聚苯乙烯微球部分水解并轻度交联,然后使CMPS微球在良溶剂中溶胀,使用Friedel-Crafts催化剂,再度进行交联反应,可顺利地制得氯甲基化聚苯乙烯(CCMPS)交联微球;控制交联反应的条件,如反应温度、反应时间、溶剂性质、催化剂种类与用量等,可获得交联度不同的微球,其球形度依然保持良好.     

单分散空心SiO2纳米微球的合成与表征

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解, 得到了单分散空心SiO2纳米微球. 该空心SiO2纳米微球的尺寸和形态可以通过PVP, NH4OH和正硅酸乙酯(TEOS)的用量来调节. PVP用量增加导致PS粒子变小, 从而得到较小的空心SiO2纳米微球; NH4OH用量增加, 空心SiO2纳米微球表面变得粗糙; TEOS用量增加, 空心SiO2纳米微球的壳层厚度增加. 包覆(溶解)温度是控制空心SiO2纳米微球形成的最有效手段. 在70 ℃的包覆(溶解)温度下可以获得全部空心的SiO2纳米微球.