阳离子聚合物微球的制备和应用进展

全面介绍了合成阳离子微球的常用方法,着重阐述了(无皂)乳液聚合、分散聚合、微乳聚合的研究进展及阳离子微球在油田调剖、电流变液、生物医药领域的应用,系统归纳了阳离子微球表面电荷来源和国内外文献报道的常用阳离子单体,并总结了不同合成工艺的应用特点。最近,许多新的合成方法如点击化学、原子转移自由基聚合等应用于阳离子微球的合成,为控制微球的表面性能提供了新的途径。在此基础上,展望了阳离子聚合物微球未来发展方向和面临挑战。     

微型传感器:荧光纳米微球的制备及表征

以丙烯酰胺为基体,N,N-甲叉双丙烯酰胺为交联剂,荧光分子Fura-2作为探针,构造荧光纳米微球。考察了乳化剂用量、引发剂用量、交联剂单体浓度对纳米微球直径和油水比对乳液稳定性的影响。含Fura-2的荧光纳米微球对钙离子非常敏感,可作为钙离子传感器。     

种子乳液聚合法制备中空多孔聚合物微球

用分散聚合法制得粒径约为3μm的聚苯乙烯种子微球,通过溶胀,种子乳液聚合及萃取得到中空多孔聚合微球,使用扫描电镜检测了其中空多孔形貌和粒径,并讨论了成孔机理。     

反相微乳液合成30～100nm磁性聚合物纳米微球

利用反相微乳液一步法成功地制备了磁性聚合物纳米微球,微球粒径在30～100nm左右,均一性较好,研究表明,Fe(Ⅱ)浓度对微乳液和微胶乳的稳定性有很大影响,碱的种类、AOT和单体的含量能控制微球粒径,用振动探针式磁强仪(VSM)测定了不同比例的[Fe(Ⅱ)]/[Fe(Ⅲ)]所合成的聚合物微球的磁性,发现温度对合成高磁饱和强度和超顺磁性起关键作用,合成的磁性聚合物微胶乳透明且稳定性较好.     

高耐光/耐化学性的核壳型荧光纳米微球的制备

选取不溶于水的、光/热稳定性优良的荧光溶剂染料, 采用改进的细乳液(Miniemulsion)聚合反应, 将染料分子以分散状态牢固地嵌入交联的纳米聚合物基质中, 然后结合种子聚合反应技术构建生物相容性壳层, 制备出发射橙、黄、绿和青色光的系列核壳型荧光纳米微球. 获得的核壳型荧光纳米微球的平均粒径小于40 nm, 粒度较均一, 其水胶体具有优异的储存稳定性, 较高的光/化学稳定性和发光效率; 纳米微球的交联壳层表面富含与蛋白质、核酸等相容的羧基. 该制备方法简便可控, 原材料易得, 成本低廉, 也可选用含氨基、巯基和羟基等化学修饰基团的壳层单体来构建多样化的纳米微球壳层.     

CdS纳米微球的制备及其荧光性质的研究

本文以溶剂热法制得了CdS纳米微球体,并且采用XRD、SEM,PL等测试手段对产物进行了表征。实验结果表明:PVP、TU、Cd2+量及反应时间对产物的颗粒大小和荧光有显著的影响。在140℃下,以硫脲为硫源,乙二醇为溶剂制得的CdS纳米微球体具有良好的形貌,外形规则,直径大约200-300nm。荧光光谱分析表明PVP、Cd2+量的增大及反应时间的延长使CdS微球体的峰值发生红移,TU量的增大使峰值先红移后蓝移。通过改变反应条件,实现了对CdS纳米微球的荧光性质的调控。     

模板聚合法制备高浓度PMAA/HEC核-壳聚合物纳米微球

以羟乙基纤维素(HEC)为大分子模板,选用甲基丙烯酸(MAA)单体,通过模板聚合一步反应,制备了较高浓度(40 mg/mL)的核-壳结构聚合物纳米微球溶液。采用透射电镜、红外光谱、粒径-电位和荧光光谱等分析方法,研究了PMAA/HEC纳米微球的形态、结构、原位形成机理和pH响应特性。结果表明:在大分子间氢键作用的驱动下,原位生成的PMAA和HEC自组装形成了以不溶性的PMAA/HEC大分子复合物为核、以可溶性HEC为壳的PMAA/HEC聚合物纳米微球。微球在pH=0.7~4.0范围内表现出较明显的pH敏感性。     

改进的微悬浮聚合法制备聚合物微球

微悬浮聚合法是制备聚合物微球的方法之一,它是先将单体相分散为一定粒度的微液滴,再在低速搅拌(75～100r/min)下进行聚合反应~[1,2],对聚合设备无特殊要求,且避免了悬浮聚合法制备微球时连续数小时的高速搅拌~[3],只要有合适的均化器即可大批量制备1～50μm的聚合物微球,且可适当控制粒度.但由于一般单体在分散介质中均有一定的溶解性,且液滴粒径越小单体溶解度越大,致使聚合过程中单体可通过介质扩散而产生单体在不同粒     

乳液法制备聚合物纳米粒子及其结构表征与应用

本文详细地介绍了乳液法聚合物纳米粒子的各种制备方法及其结构表征,阐述了聚合物纳米粒子结构和性能上的特殊性,并展望了其应用前景和发展方向。     

超细聚甲基硅氧烷微球的制备

采用水解-缩聚两步法以甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为原料制备微米级聚甲基硅氧烷微球,粒径为1～15pm,粒径分布较窄;就反应体系pH值、油水比等条件对微球粒径大小、形态及其分布的影响进行了研究。结果表明,较优的反应条件为：在水解过程应控制pH=4．0～6．0之间,投料油水比（MTMS与水的摩尔比）应小于1／4,缩聚过程控制pH=7．0～9．0之间;随着油水比的增大以及缩聚反应中pH值的降低,微球的粒径增大,分布变宽。     

Surface‐Active Gold Nanoparticles with Mixed Polymer Brushes as Surfactants in the Preparation of Polystyrene Colloid Particles

Gold nanoparticles with hydrophobic polystyrene (PS) and hydrophilic poly[poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate] (PPEGMA) mixed polymer brushes are prepared. Different morphologies of the nanoparticles can be observed in chloroform (a common solvent for both of the polymers) and water (a precipitant for PS and a good solvent for PPEGMA). The nanoparticles can be used as surfactants in Pickering suspension polymerization. Upon addition of nanoparticles to a mixture of oil and water, the nanoparticles locate at the interface and the size of the oil droplets gets smaller. After polymerization of styrene oil droplets PS colloid particles with gold nanoparticles on the surface can be obtained.

     

Uniform Sub‐Micron Polymer Spheres Coated with Ag Nanoparticles

Summary: The synthesis of well‐defined uniform and spherical sub‐micron polymeric spheres, specifically poly[styrene‐co‐(glycidyl methacrylate)] (PSGMA) with a uniform size distribution and surface chemical functionality, is described. It is shown that the surface can be modified with a multi‐amine functional polymer, polyethyleneimine (PEI), most likely through covalent bonding in addition to electrostatic attraction. The PEI acts both as a stabilizing agent and a complexation agent for the deposition of noble metal Ag nanoparticles.

Reaction of PSGMA samples with excess PEI, and its TEM image.     

含稀土铕双功能荧光磁性纳米粒子的制备及性能表征

首先制备了油酸和十一烯酸钠改性的水基磁流体,然后在其存在的情况下,将可聚合的稀土铕配合物单体Eu(AA)3Phen(AA=丙烯酸,phen=邻菲罗啉)与苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯在过硫酸钾的引发下,进行无皂种子乳液聚合来制备荧光磁性高分子微球。 利用透射电子显微镜和动态光散射粒度仪表征了粒子的形貌及粒径,发现荧光磁性微球具有明显的核-壳结构及较窄的粒径分布;通过红外光谱和X射线衍射分析表征了粒子的化学及晶体结构;通过振动样品磁强计和荧光分光光度计表征粒子的磁性及荧光性能,发现荧光磁性微球具有超顺磁性,其荧光发射光谱在594和619 nm处出现Eu3+的特征荧光发射峰。     

用高分子保护的纳米MgO的合成

本文利用高分子表面保护的化学沉淀方法成功地制备了粒径分布均匀的类球型纳米MgO。并对所制得的纳米粒子采用红外光谱（IR）、透射电镜（TEM）、差热及热重分析（TG－DTA）和X射线衍射（XRD）等现代分析测试手段进行了表面形貌、结构、晶形和组成等的表征。结果表明利用高分子的表面保护作用能够控制纳米微粒的形状和大小;由于聚乙烯醇分子中多羟基与金属离子间强的相互作用,因此获得的纳米微粒径更小,分散性更好。     

多功能水溶性聚合物配体制备纳米颗粒

以多功能水溶性聚合物配体制备的纳米颗粒具有小尺寸、单分散、生物相容性良好的特点,同时还具备近红外荧光、超顺磁性等特殊物理性质,弥补了传统方法制备纳米颗粒的缺陷。本文综述了近年来多功能水溶性聚合物配体制备贵金属纳米颗粒、磁性纳米颗粒、纳米量子点以及复合结构纳米颗粒的进展;阐述了多功能水溶性聚合物配体在制备纳米颗粒方面的优势;分析了多功能水溶性聚合物的结构、分子量、浓度等因素对制备纳米颗粒的影响。最后,探讨了小尺寸、单分散、水溶性的纳米颗粒在配体交换、药物靶向传输体系、疾病检测、生物标签、核磁共振成像以及光电学等领域的应用,并展望了多功能水溶性聚合物配体制备纳米颗粒的研究方向。     

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。     

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。     

Preparation of Fluorescence Tunable Polymer Nanoparticles by One-step Mini-emulsion

Fluorescence tunable polymer nanoparticles were prepared by incorporating two hydrophobic fluorescent dyes (9, 10-diphenylanthracene: DPA and nitrobenzoxadiazolyl: NBD) into polymethylmethacrylate (PMMA) nanoparticles via one-step mini-emulsion polymerization method. The prepared fluorescent nanoparticles exhibit the spectral properties of both DPA and NBD dye, indicating that the two fluorophores have been incorporated into the nanoparticles. The nanoparticles greatly enhance the fluorescence emission of the two hydrophobic dyes in aqueous media probably by providing good protection of the dye molecules in the polymer nanoparticles matrix. Moreover, by varying the doping ratio of the two hydrophobic dyes, the polymer nanoparticles exhibit tunable and distinguishable emission characteristics under a single wavelength excitation via occuring fluorescence resonance energy transfer (FRET).     

不同尺寸单分散PMMA/GMA/DVB聚合物荧光微球的制备

采用无皂乳液聚合及种子无皂乳液聚合方法制备了200～800 nm四种不同尺寸的单分散PMMA/GMA/DVB (PMGD)复合微球. 用扫描电镜(SEM)和动态光散射(DLS)对粒径尺寸、形貌进行了表征. 实验发现单体滴加速度是影响种子无皂乳液聚合过程二次成核的关键因素. 用乙二胺对微球表面的环氧基团开环后, 通过在微球表面接枝树枝状PAMAM (d-PAMAM)达到微球表面的官能化的目的, 元素分析和红外光谱实验证明了微球表面d-PAMAM的存在. 最后利用微球表面的活性氨基与四甲基异硫氰酸罗丹明(TRITC)反应, 得到四种尺寸的水分散性的红色荧光微球.