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。     

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...     

制备方法对模板法制备SiO_2中空微球形貌的影响

模板法是制备无机中空微球的重要方法之一.首先通过苯乙烯和甲基丙烯酸的无皂乳液聚合法制得表面含羧基、粒径为360nm的单分散聚苯乙烯(PSt)乳胶粒,并以此为模板,分别采用表面改性-前驱体水解法(PHC)和SiO2纳米颗粒层层自组装法(LBL),制备出了不同壳层厚度的PSt/SiO2核壳结构复合微球,然后经500℃煅烧4h,得到SiO2中空微球.利用透射电镜和扫描电镜对微球结构形态进行了表征.研究表明,首先利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对PSt模板微球进行表面改性、然后再在乙醇-水混合介质中进行原硅酸乙酯(TEOS)水解与缩合反应的PHC法,是制备PSt/SiO2核壳结构复合微球的简便方法,复合微球经煅烧可制得表面均匀、结构致密、壳层厚度和形貌可控的SiO2中空微球;而LBL法制备PSt/SiO2核壳结构复合微球的工艺复杂,煅烧后所得SiO2中空微球结构疏松,易于破碎.     

种子乳胶粒表面修饰法制备核壳结构PSt/TiO_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360 nm的单分散聚苯乙烯(PSt)乳液,并利用聚乙烯亚胺(PEI)在25℃下对PSt乳胶粒表面进行修饰,得到了表面带有正电荷的PSt种子乳液;然后以乙醇和水的混合物为反应介质,采用种子乳液加入法,使钛酸正丁酯(TBT)在修饰后的乳胶粒表面进行水解与缩合,制备出了核壳结构PSt/TiO2复合微球,利用电镜对复合微球的结构形态进行了表征.结果表明,PSt乳液改性时体系的zeta电位随着PEI用量的增加而升高,当PEI用量为PSt聚合物重量的15%时,体系的zeta电位从原来的-40.3 mV升高到了38.3 mV,达到对PSt乳胶粒表面改性的最佳值;在制备PSt/TiO2复合微球时,TiO2包覆量随着反应时间的延长而增加,反应7 h时达到90.2%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TiO2纳米颗粒逐渐减少,复合微球表面逐渐变得光滑,当EtOH/H2O质量比为100/6.0时,得到结构均一、壳层厚度为29 nm的核壳结构PSt/TiO2复合微球.     

等离子体条件下PP／PS共混体系组成和相结构的关系

运用等离子体装置制备了聚苯乙烯预聚物(PSt)并对聚丙烯(PP)进行了表面处理,得到改性聚丙烯(gPP)。在密炼机中以间歇出料法制备了不同组成的聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PSt)和改性聚丙烯(gPP)/聚苯乙烯(PSt)共混物。针对扫描电镜图样,用投影面直径dp这一结构参数研究了组成对两个共混体系相尺寸的影响以及相应的相分散状况。利用分布函数求取了分散相聚苯乙烯(PSt)分形维数,对不同组成的相分散进行了研究。     

纳米TiO2表面接枝聚苯乙烯及其抗紫外老化研究

利用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米TiO₂进行表面预处理, 在此基础上通过分散聚合工艺制备聚苯乙烯(PSt)接枝包覆纳米TiO₂. 运用红外光谱、热重分析及透射电镜对处理前后纳米TiO₂进行了表征, 并通过紫外人工加速老化试验比较了表面处理前后纳米TiO₂对聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PSt)体系的抗紫外老化性能. 结果显示: KH570与纳米TiO₂表面羟基进行了缩合, PSt在粒子表面实现了接枝聚合, 接枝率约为60% (w); PSt接枝包覆纳米TiO₂呈均匀的微球形, 纳米TiO₂被包覆于微球内部; PSt接枝包覆后纳米TiO₂在PP/PSt中的分散效果较改性前有显著的改进, 其抗紫外老化性能明显优于改性前体系.     

激光共聚焦荧光显微技术研究高分子乳胶膜的深层形态结构

以无乳化剂乳液聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)和聚苯乙烯 (PSt)微球 ,分散聚合法合成荧光标记的PMMA微球 (FPMMA) .用激光共聚焦荧光显微技术 (LCFM )研究FPMMA/PMMA和FPMMA/PSt两种乳胶膜体系 (重量比均为1∶99)的表面及深层形态结构 .从不同深度层面的LCFM图象看出 ,从表面到本体内部 ,PMMA在PSt母相中明显聚集 ,而且PMMA在膜的纵向分布为在表面及接近基底的层面较少 ,主要分布于中间层面 .并对所得结果进行了讨论 .     

氯甲基聚苯乙烯/硅胶复合微粒的制备与表征

采用"接出(grafting from)"方式,在溶液聚合体系中将苯乙烯(St)接枝聚合在微米级硅胶表面,制备了接枝微粒PSt/SiO2;使用新型氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷,对接枝在硅胶表面的聚苯乙烯进行了氯甲基化(CM)反应,制得了氯甲基聚苯乙烯/硅胶(CMPS/SiO2)复合微粒.采用热重分析(TG)测定了PSt/SiO2的接枝度,并使用扫描电子显微镜(SEM)观察了其形貌;通过红外光谱法(FTIR)与佛尔哈德分析法表征了CMPS/SiO2的化学结构与组成.重点考察了各种因素对PSt/SiO2氯甲基化反应过程的影响规律.研究结果表明,CMPS/SiO2的制备不仅具有绿色环保的特点,而且反应容易控制.反应时间、溶剂种类与用量、催化剂种类与用量及氯甲基化试剂的用量等因素均会对该复合微粒的制备产生影响,如影响CMPS/SiO2的氯甲基化程度;抑制或促进已接枝的PSt大分子链之间通过Friedel-Crafts反应发生交联.若选用SnCl4为催化剂,以CH2Cl2为溶剂,在室温下反应10 h左右,可制得氯含量接近16 wt%(以接枝的PSt为基准计算)的CMPS/SiO2.     

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.     

SnO2纳米粒子的制备与表面改性

以SnCl4·5H2O和氨水为原料,用水热法制备了粒度均匀的SnO2纳米粒子,并用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对其进行了表面改性. 用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、纳米粒度/Zeta电位测定和元素分析测试技术对粒子进行了表征. 研究结果表明,所制得的SnO2纳米粒子为四方晶系金红石型结构,改性后的纳米粒子均一性进一步提高,粒径分布在8～20 nm,能形成稳定的分散体系.     

团聚纳米SiO_2在苯乙烯乳液聚合过程中的再分散过程及机理

用二氧化硅 (SiO2 )存在下的乳液聚合法制备了聚苯乙烯 (PSt) 纳米SiO2 复合材料 ,研究了苯乙烯(St)乳液聚合过程中团聚纳米SiO2 的解离与再分散过程及分散的机理 .发现商品纳米SiO2 粒子以团聚体形式存在 ,团聚体大小远超出纳米级范围 .随聚合时间的延长 ,St的转化率逐渐增加 ,而PSt SiO2 复合微胶囊的粒径逐渐减小 ,反应 12 0min后 ,转化率和复合微胶囊粒子的粒径趋于稳定 .透射电镜 (TEM)也显示PSt SiO2 复合微胶囊粒子具有海岛结构 ,而SiO2 粒子的粒径在纳米范围内 ,表明在乳液聚合过程中SiO2 团聚体被逐渐解离 ,并重新分散到纳米尺度 .红外光谱研究发现 ,在乳液聚合过程中 ,除生成PSt均聚物外 ,还在纳米SiO2 表面生成了PSt接枝共聚物 ,改善了无机纳米粒子与聚合物之间的界面相容性 .聚合过程中的反应热和剪切搅拌是团聚体被解离和重新分散的主要原因 ,而生成的聚合物起到隔离作用     

苯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮共聚物/Ag复合微球的制备及性能研究

首先用无皂乳液聚合法制备了单分散聚苯乙烯(PSt)乳液,以此为种子乳液,使用N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,进行苯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚合制备了以PSt为核、St和NVP共聚物为壳的具有核-壳结构的聚合物微球(P(St-NVP)).以此微球为模板通过化学沉积法得到了粒径分布均匀、单分散的P(St-NVP)/Ag复合微球.傅里叶红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、激光粒度仪和紫外-可见光谱对复合微球的结构、形貌、物相及催化性能进行了表征.结果表明,P(St-NVP)/Ag复合微球具有规则的球形结构,粒径在400～700 nm之间,随交联剂浓度或种子乳液浓度的增加,复合微球粒径减小.粒径在十几个纳米左右的银粒子均匀分布在微球表面和内部.载银复合微球在NaBH4还原4-硝基苯酚为4-氨基苯酚的模型反应中表现出较高的催化活性.     

氯丁胶乳-聚甲基丙烯酸甲酯复合乳胶粒结构形态

以氯丁胶乳（Pa）为种子乳液,甲基丙烯酸甲酯（Pb）为第二单体,采用种子乳液聚合法,制备了氯丁胶乳-聚甲基丙烯酸甲酯复合乳胶粒。 热力学分析表明,当Pb的体积分数Φb＜0.69时,可同时形成Pa-Pb型正核-壳和（Pa＋Pb）分离型乳胶粒,当Φb＞0.69时,形成Pb-Pa型翻转型核壳结构乳胶粒,并伴有Pa-Pb型正核-壳结构乳胶粒的形成。 动力学分析表明,引发剂类型、第二单体的加入方式、种子乳胶粒的交联、单体/聚合物质量比是影响乳胶粒形态的主要因素。 采用水溶性引发剂过二硫酸钾（KPS）,以饥饿态方式加入单体,氯丁胶乳 聚甲基丙烯酸甲酯(PCR-PMMA)复合乳胶粒呈现正核-壳结构,以充溢态方式加入单体则不能形成明显的核-壳结构;而以油溶性偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂时,单体无论以充溢态方式加入还是饥饿态加入均倾向于形成翻转核-壳型粒子。 在种子乳胶粒中加入一定量交联剂二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯,有利于形成明显的正核壳结构。 以饥饿态进料,KPS为引发剂时,随着单体用量增加,壳层变厚,仍呈正核-壳结构,与热力学分析结果相吻合;以AIBN为引发剂时,随着单体用量增加,PCR-PMMA复合乳胶粒逐渐由翻转核壳型结构变为互穿结构。     

核/壳乳液聚合工艺中乳化剂的定量研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,采用多步种子乳液聚合方法制备了核/壳结构乳液,研究了乳化剂加入量以及加料速率对核壳乳液聚合的影响,并推导了核及壳乳液聚合阶段所需乳化剂量的计算公式.研究表明,当种子、核、壳乳液聚合阶段单体量分别为12g、50g和50g,种子乳液聚合阶段加入的乳化剂量为0.44g时,控制核、壳乳液聚合阶段乳化剂的加入量分别在0.64～2.07g及0.04～2.12g之间,且预乳化单体的滴加速度低于2.3g/min时,可以防止二次成核及新乳胶粒子的形成,制得粒径分布窄、核/壳结构明显的乳胶粒子.利用透射电镜(TEM)对所制备的核壳结构乳胶粒子的结构形态进行了验证,试验结果与理论预测结果一致.     

具有核壳结构磁性复合微球的制备与表征

采用两步法制备了具有核壳结构的Fe3O4/P(MMA/DVB)(core)-P(St/GMA/DVB)(shell)磁性复合微球.首先,用改进的细乳液聚合制备了Fe3O4/P(MMA/DVB)微球;然后,加入总量不同的苯乙烯(St)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和二乙烯基苯(DVB),通过种子乳液聚合,制备了不同磁含量的核壳结构的磁性复合微球.分别用X-射线衍射(XRD)、高倍透射电镜(HR-TEM)、热重分析(TGA)、振动样品磁力计(VSM)等手段对磁性微球的性能进行了表征.实验结果表明,Fe3O4/P(MMA/DVB)微球的磁含量为84 wt%;通过改变加入壳层单体的量,核壳复合微球的磁含量可控在20 wt%~76 wt%之间.该微球具有超顺磁性,相应的饱和磁化强度为12~50Am2/kg.     

碳酸镉@二氧化硅菱形体核壳结构以及二氧化硅菱形体空心结构微粒的制备

利用Stöber种子生长法, 第一次在尺寸为2 μm左右的碳酸镉菱形微粒表面直接包覆二氧化硅层, 得到碳酸镉@二氧化硅核壳结构的胶体粒子. 作为核壳结构的壳层部分, 二氧化硅层的厚度可以通过加入体系中的正硅酸乙酯的量来控制. 作为核层的碳酸镉胶体部分可以被盐酸刻蚀掉, 进而得到具有菱形体空心结构的二氧化硅微粒.