表面活性剂存在条件下脲醛树脂微球的合成反应过程

考察了酸性和不同表面活性剂存在条件下脲醛树脂微球的合成反应过程.中性Tween80和阳离子CTAB表面活性剂中生成的微球粒径分布窄,而阴离子表面活性剂中所得产物明显团聚,当预聚脲醛树脂粒子生成后加入中性和阳离子表面活性剂使产物微球的分散性和球形完整性明显改善.表面活性剂存在条件下产物的结晶性增强,初始反应的速率减慢,但中性和阳离子表面活性剂中初级粒子生成的诱导期延长、拉曼吸收增强、所得微球带正电荷;而阴离子条件下生成产物的相应特征正好相反.以上结果可以用表面活性剂的两亲性和电性对脲醛树脂微球的成核和生长过程的影响来解释.     

乙二醛存在时脲醛树脂的控制性聚合现象

考察了乙二醛存在时脲醛树脂的控制性聚合现象.聚合微球的粒径分散在1.0～14μm之间,但当乙二醛存在时粒径集中在6.5～9.0μm;控制乙二醛的用量和比例可以调整所得微球的大小、改善微球的形貌和均匀性.添加乙二醛或增加乙二醛的比例能大幅延长沉淀反应的诱导期(延长25%以上);红外分析以及XRD分析结果证明醛基总量或甲醛比例的增加都可减小聚合产物的结晶性特征;乙二醛的存在调整了脲醛树脂的成核过程或初级粒子的生长速度,推测乙二醛覆盖了聚合物的表面或表面活性位,限制了尿素甲醛的扩散反应过程.乙二醛存在时杂化过程所得氧化硅微球的粒径仅为杂化微球的20%,分析结果推测杂化微球中存在氧化硅的径向含量梯度,这种梯度是氧化硅纳米粒子的杂化和脲醛树脂的聚合速度差异造成的.     

十二烷基苯磺酸钠改性的尿素和甲醛聚合杂化法合成氧化硅微球

本文在存在十二烷基苯磺酸钠时利用正硅酸乙酯水解液中尿素和甲醛的结晶性聚合反应合成得到了氧化硅微球。首次考察了尿素和甲醛的物质的量比、尿素和甲醛的总用量、正硅酸乙酯(TEOS)用量、酸用量、以及十二烷基苯磺酸钠用量对所得氧化硅微球结构和形貌特征的影响。适当选择这些用量范围可以得到结构稳定、分散均匀的氧化硅微球。在微球生长中尿素和甲醛的量不足时,其突出的结晶性聚合与氧化硅杂化反应进程相互影响,导致了氧化硅微球核壳结构的形成。酸用量增加使氧化硅微球的孔径分布从复杂的双峰转变成均匀的单峰。表面活性剂的使用使氧化硅微球的孔分布从0～80 nm范围内的连续分布转化成单一分布。这些结果对正硅酸乙酯水解液直接合成氧化硅微球方法的推广和应用具有重要指导意义。     

表面活性剂存在条件下脲醛树脂杂化氧化硅微球的合成和表征

考察了表面活性剂存在条件下利用脲醛树脂杂化沉淀制备氧化硅微球的反应过程. 不同表面活性剂条件下所得的氧化硅微球产物各不相同. 焙烧后P123 (PEO20-PPO70-PEO20)条件的杂化微球分解成壳状氧化硅碎片, CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)条件的氧化硅严重变形, 体积收缩到前体粒子的九分之一, 而SDBS(十二烷基苯磺酸钠)条件的产物球形貌良好的保留了下来. BET分析揭示P123和CTAB条件下的氧化硅比表面分别增加了20%和13%, 而SDBS(十二烷基苯磺酸钠)条件的产物在表面积不变的条件下孔体积和孔径减少了一半. 定量分析证明SDBS条件下氧化硅纳米粒子的杂化受到了明显抑制, 而正硅酸乙酯浸渍方式的补硅量接近一倍, 这种优化的几何结构保证了氧化硅微球产物的完整性和稳定性.