贯通多孔聚合物微球的制备及其应用

采用高内水相双重乳液模板法制备贯通多孔聚合物微球,并将其应用于催化剂负载和Cu2+吸附.首先,通过增加水相,使单一小分子表面活性剂12-丙烯酰氧-9-油酸(AOA)稳定的反相高内相乳液(W/O HIPEs)发生相转变,一步制备出高内水相双重乳液;然后以此为模板,采用辐射法和引发剂引发聚合两种方式制备聚(苯乙烯-二甲基丙烯酸乙二醇酯)微球.通过扫描电镜观察发现,采用辐射法聚合能够得到贯通多孔的聚合物微球,而化学法聚合只能得到中空的封闭微球.将贯通多孔微球水解使其羧基化,用于铜离子的吸附.结果表明水解后多孔微球对Cu2+的吸附量随p H值的增加先增后减,在p H=5时达到最高值175 mg/g(2.75 mmol/g).此外,利用原位生成的方式,在贯通多孔微球上负载Pd纳米粒子,并将其用于催化肉桂醛加氢反应.结果表明水解多孔微球比未水解多孔微球具有更高的催化效率;热重分析和透射电子显微镜观察显示,水解多孔微球比未水解多孔微球能够负载更多的Pd纳米粒子,且纳米粒子分散更均匀.     

一步聚合法制备壳核型、可控阶层结构的羰基铁/聚苯乙烯复合微球

采用改进的悬浮聚合法合成了一系列粒径和结构可调的羰基铁粉/聚苯乙烯磁性高分子微球.利用傅立叶变换红外光谱仪、热重分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜等分析了微球的结构、化学成分及形貌.结果表明,通过改变苯乙烯单体和聚乙烯醇(PVA)的加入量,可以制备三类不同形貌和结构的复合微球,即多孔复合微球,无孔复合微球和含"带状"突起的...     

苯乙烯微乳液种子聚合

通过观测苯乙烯微乳液种子聚合前后体系内聚合物粒子大小及其分布的变化发现,无论是γ射线还是KPS引发,聚合过程中都没有新的聚合物粒子生成。尽管聚合前体系中存在单体溶胀的胶束,但在聚合过程中这些胶束主要充当单体仓库,自己成核聚合的几率很低。由于微乳液种子聚合体系内,单体量相对较低,聚合物粒子数目很大,其聚合动力学明显不同于常规乳液种子聚合。     

高Fe3O4含量微米尺寸磁性复合微球的合成及其在化学发光免疫检测中应用初探

采用种子乳液聚合方法制得了微米尺度的高磁性物质含量的磁性复合微球.聚合体系中,以0.7～0.8 μm的Fe3O4磁性聚集体细乳液作为种子,将苯乙烯,二乙烯基苯作为聚合单体加入到磁性聚集体细乳液中,对Fe3O4磁性聚集体进行溶胀后进行聚合.研究了聚合过程中,溶胀时间对复合微球形貌和磁性物质含量的影响,获得系列形貌微球.通过透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、红外分析(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)等表征手段对所制备的磁性聚合物微球进行分析表征.结果显示,所得到的磁性聚合物微球粒度为0.7～1 μm,尺寸分布较均一,具有超顺磁性,磁性物质含量为29 wt%～57 wt%.然后又通过丙烯酸和苯乙烯共聚对微球表面羧基功能化后,得到了表面羧基密度为0.92 mmol/g的微球,再将所制备的微球与生物分子偶联后(以hCG作为模式待检分子),在化学发光免疫检测上进行了初步的应用,取得到了较好的应用结果.     

光散射法研究丙烯酸十八酯和苯乙烯微乳液 共聚机理

在十六烷基溴化吡啶/叔丁醇/15%丙烯酸十八酯和苯乙烯/水体系的O/W微乳液中,使用动态光散射法,研究其中两种单体共聚反应的成核机理。结果表明,聚合过程中乳胶粒成核位置主要在增溶胶囊的单体微珠中,乳胶粒主要依靠单体微珠不断提供单体而长大。     

微乳液中苯乙烯聚合反应的研究

测定了十二烷基磺酸钠(As)/正丁醇/20%苯乙烯/水体系相平衡。用油溶性偶氮二异丁腈(AIBN)和水溶性过二硫酸钾(K~2S~2O~8)为引发剂,研究了油包水(W/O)、双连续(BC)和水包油(O/W)型微乳液介质中苯乙烯的聚合反应。得到了苯乙烯转化率和聚苯乙烯分子量与体系水含量之间的关系,讨论了微乳液结构对聚合作用的影响。并通过电镜观察了聚苯乙烯的形貌,求得了聚苯乙烯的粒径,同时用^1HNMR研究了苯乙烯在微乳液液滴中的增溶位置,分析了聚合作用的实验结果。     

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.     

TEM研究苯乙烯微乳液聚合机理

用透射电镜(TEM)对苯乙烯(St)/十二烷基硫酸钠(SDS)/正戊醇/水的O/W微乳液体系在反应前、聚合过程中和反应结束后等不同时间里进行观察,并测定苯乙烯微乳液聚合前后粒径的大小,根据粒径大小的变化研究苯乙烯微乳液聚合成核机理,发现其成核位置主要是在胶束和单体微珠滴里。此外,还发现SDS/St的质量比越大,相对分子质量越低。     

Cu（Ⅱ）铸型螯合树脂的合成及表征

本文采用苯乙烯、丙烯酸丁酯和羧基单体（甲基丙烯酸（MAA）和衣康酸（IA）进行无皂乳液聚合，制备种子乳液，考察了引发剂（K2S2O8）浓度、电解质（NaCl）浓度和羧基单体配比对种子乳液的粒径和表面羧基量的影响。选取IA:MAA＝1:1（moleratio）的种子乳液，分别采用氧化还原引发和60Coγ-射线辐射引发的表面铸型聚合，合成了Cu（Ⅱ）铸型螫合树脂，并用FT—IR、SEM及元素分析对铸型树脂进行了表征。     

催化剂对乳液模板法制备碳材料形貌的影响

以液体石蜡为油相,间苯二酚和甲醛的水溶液为水相,吐温80和司班80为乳化剂,获得油/水(O/W)型乳状液.将该乳状液聚合、碳化去除模板后制得了碳材料,研究了不同催化剂对所得碳材料形貌的影响.结果表明:选择NaOH为催化剂时,制得的碳材料是一种具有孔壁和孔洞的多孔碳泡沫,典型样品的孔径约为1-2μm;当氨水为催化剂时,所得碳材料是由微球或者相互缠绕的蠕虫状粒子组成的块体材料,这些微球或粒子的直径主要集中在1-2μm,与NaOH为催化剂时所得碳泡沫的孔径尺寸相当.研究发现,氨水的加入使得乳液体系发生了相转化,由原来的O/W型乳液逐渐转变为W/O型高内相乳液.从分子间氢键出发,应用内聚能理论探讨了催化剂导致的乳液相变以及不同形貌碳材料的形成过程.     

反相非水乳液制备多孔聚酰亚胺微球

在Span85/N,N-二甲基甲酰胺/液体石蜡稳定反相非水乳液体系中,以均苯四甲酸酐和4,4’-二氨基二苯醚为单体,选用甲醇、二硫化碳作为致孔剂,制备多孔聚酰亚胺(PI)微球.通过SEM、量子化学模拟、粒径测试等手段考察致孔剂种类、致孔剂用量、吡啶/酸酐滴加速度及反应温度和单体浓度对致孔的影响.结果表明,选用二硫化碳、甲醇为致孔剂时所制得的微球形貌良好,但CS2为致孔剂时,所得到的微球孔道很少;而甲醇为致孔剂时,则得到了孔道明显的多孔PI微球.致孔的最佳条件为反应温度20℃,单体浓度10%,吡啶/酸酐滴加速度0.5 s/滴时,才可得到的形貌良好、分布均一的多孔PI微球.而且随着甲醇/液体石蜡的体积比增加,多孔PI微球比表面积也随着增大,最大可达29.38 m2/g.所得产物粒径分布在20~30μm之间,热稳定性良好,其起始热分解温度为517℃.     

微流控法制备的多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用玻璃毛细管搭建单级微流控装置制备单分散水包油(O/W)乳液,以乳液为模板,紫外光照射乳液引发自由基聚合,成功制备了单分散聚(甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)[P (MMA/DMAEMA)]多孔微球。微球粒径偏差系数(CV)值小于5%,单分散性良好。研究P (MMA/DMAEMA)多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能、再生吸附性能、吸附机理。结果表明,p H对微球吸附Cr(Ⅵ)有较大影响,当pH=3时,微球对Cr(Ⅵ)的吸附率达到52. 9%,循环4次后其吸附性能基本不变;微球的吸附符合准二级动力学模型,属于化学吸附;微球等温吸附符合Langmuir模型,属于单分子层吸附。     

微流控法制备的多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用玻璃毛细管搭建单级微流控装置制备单分散水包油（O/W）乳液,以乳液为模板,紫外光照射乳液引发自由基聚合,成功制备了单分散甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（MMA/DMAEMA）多孔微球。微球粒径偏差系数（CV）值小于5%,单分散性良好。研究了MMA/DMAEMA多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能、再生吸附性能、吸附机理。结果表明：pH对微球吸附Cr(Ⅵ)的量有较大影响,当pH=3时,微球对Cr(Ⅵ)吸附率达到52.9%;循环4次后微球吸附率基本不降低,循环性能好;微球吸附符合准二级动力学模型,属于化学吸附;微球等温吸附符合Langmuir模型,属于单分子层吸附。     

原子转移自由基聚合原位合成温敏性微球

以过硫酸钾为引发剂、丙酮-水[V(丙酮)∶V(水)＝4∶6]的混合溶剂为反应介质, 在少量二乙烯苯存在的条件下使苯乙烯(St)和对氯甲基苯乙烯(CMSt)进行无皂乳液共聚反应, 得到了粒径大小均匀的交联型聚苯乙烯(PSt)微球, 由X射线光电子能谱对表面组分测定发现: CMSt上的氯原子在聚合过程中富集于交联微球的表面. 以此交联型PSt微球为原子转移自由基聚合(ATRP)的引发剂, 在22 ℃下引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)进行原位ATRP反应, 得到了表面原子转移自由基聚合接枝的交联聚苯乙烯(PNIPAAm-g-PSt)温敏性微球. 借助傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜及激光光散射仪等对PNIPAAm-g-PSt的结构、相转变温度、形态及不同温度下的粒径变化进行了测定, 结果表明NIPAAm单体成功地原位ATRP接枝在交联PSt微球的表面, 接枝微球的球形更规整, 在水中的相转变温度约为32 ℃, 具有明显的温度敏感性.     

高Fe3O4含量微米尺寸磁性复合微球的合成及其在化学发光免疫检测中应用初探

 采用种子乳液聚合方法制得了微米尺度的高磁性物质含量的磁性复合微球.聚合体系中,以0.7~0.8 μm的Fe₃O₄磁性聚集体细乳液作为种子,将苯乙烯,二乙烯基苯作为聚合单体加入到磁性聚集体细乳液中,对Fe₃O₄磁性聚集体进行溶胀后进行聚合.研究了聚合过程中,溶胀时间对复合微球形貌和磁性物质含量的影响,获得系列形貌微球.通过透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、红外分析(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)等表征手段对所制备的磁性聚合物微球进行分析表征.结果显示,所得到的磁性聚合物微球粒度为0.7~1 μm,尺寸分布较均一,具有超顺磁性,磁性物质含量为29 wt%~57 wt%.然后又通过丙烯酸和苯乙烯共聚对微球表面羧基功能化后,得到了表面羧基密度为0.92 mmol/g的微球,再将所制备的微球与生物分子偶联后（以hCG作为模式待检分子）,在化学发光免疫检测上进行了初步的应用,取得到了较好的应用结果.     

γ-射线辐射活性自由基聚合研究

本文对γ- 射线辐射条件下的活性自由基聚合反应研究及进展进行了综述。虽然γ- 射线辐射引发聚合反应通常是不可控的,但在有机硫化物,如二硫代羧酸酯或三硫代碳酸酯存在下,则成功地实现了可控/活性自由基聚合。聚合过程中聚合物分子量随单体转化率线性增长,不但可控,且分布窄,也可以用于合成嵌段共聚物。有机硫化物对聚合反应控制起着关键性作用,硫化物的结构对于γ- 射线辐射活性自由基聚合行为的影响显著。γ- 射线辐射聚合的突出优点是可在室温或更低的温度下实施,且不需要加入引发剂。在环硫化合物存在下,获得了环形聚合物;而且使热和光敏感的叠氮类单体实现了活性聚合。     

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.     

高固含量丙烯酸酯的微乳液聚合

采用半连续滴加预乳液的微乳液聚合法,合成出聚合物质量分数40%、乳化剂质量分数2.5%的丙烯酸酯微乳液. 考察了单体滴加速度、乳化剂种类及其用量、电解质用量、温度和搅拌等因素对乳液粒径及性能的影响. 研究表明,聚合在相当于Winsor-Ⅰ型的聚合体系中进行,由纯单体相(滴入的单体)和O/W微乳相构成,上层单体只起储存库的作用,它在缓慢的搅拌帮助下扩散进入微乳相中,只要微乳液液面上补加的单体不扰动微乳液的平衡,即不会产生粗粒子. 单体滴加时间控制在4 h,选择质量分数为2.5%的Dowfax2A1/OP-10乳化体系,NaHCO3质量分数为0.16%,反应温度控制在75～80 ℃,搅拌速度控制在150 r/min,可使聚合反应平稳进行,得到了m(聚合物)∶m(乳化剂)=15∶1的丙烯酸酯微乳液.     

P(St-GMA)/Fe3O4磁性聚合物微球的制备及表征

采用沉淀法制备了Fe3O4纳米粒子, 以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为聚合单体, 使用分散聚合法制备了P(St-GMA)/Fe3O4磁性聚合物微球. 分析了Fe3O4粒子的形貌和结构. 研究了制备条件对磁性聚合物微球磁含量的影响. 采用FTIR, XRD, TG及TEM等手段对磁性聚合物微球的微观结构及形貌、磁含量等进行了分析表征. 研究结果表明, 制备的磁性聚合物微球粒径均一, 磁含量高达74%.     

紫外光引发Pickering乳液聚合制备中空复合微球的研究

用光引发剂2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(IHT-PI 659)对纳米SiO₂表面进行接枝使之兼具两亲性及光引发特性|以该功能性纳米SiO₂为稳定剂构筑O/W(水包油)型Pickering乳液|用紫外光引发处于内油相的甲基丙烯酸甲酯单体聚合, 制备出具有中空结构的SiO₂/PMMA复合微球, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析仪(TGA)、透射电镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)对复合微球进行了表征, 并提出了紫外光引发Pickering乳液聚合制备中空复合微球的机理.