多层核-壳结构P(AM-co-MAA)/W/UF复合微球制备研究

以反相悬浮聚合技术合成的丙烯酰胺(acrylamide,AM)和甲基丙烯酸(methacrylic acid,MAA)共聚高分子微凝胶P(AM-co-MAA)为模板,通过离心沉积法将微米级钨粉沉积于高分子微凝胶表面,得到具有核-壳结构的P(AM-co-MAA)/W复合微球材料;再以P(AM-co-MAA)/W复合微球为模板,通过控制甲醛和尿素的缩聚反应在模板与油/水相界面进行,制备得到了具有多层核-壳结构的高分子/钨/脲醛树脂[P(AM-co-MAA)/W/Urea-formaldehyde resin]复合微球材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热分析(TGA)等手段对复合微球进行了表征.实验结果表明,外壳层脲醛树脂的包覆量、复合微球的表面形貌可通过改变甲醛和尿素溶液的浓度、甲醛和尿素的物质的量之比等因素进行控制.复合微球的导电性测试结果表明,P(AM-co-MAA)/W复合微球表面壳层脲醛树脂包覆前后,其电导率由1.9×10-3降低为0.9×10-8S·m-1.该研究获得的三层核-壳复合微球材料其外层脲醛树脂的包覆较为完整、致密,其导电性接近于绝缘材料,为含钨复合微球作为电子元件的抗辐射涂层材料打下了基础.     

硫化物-高分子复合微球表面形貌与模板组成关系的研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体, 通过反相悬浮聚合法制备了多种MAA含量不同的阴离子型P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝胶. 以这些共聚微凝胶为模板, 在不同表面活性剂存在下, 合成了一系列CuS(CdS、ZnS)-P(NIPAM-co-MAA)无机-有机复合微球材料, 研究了表面活性剂种类, 模板组成等因素对上述硫化物-高分子复合微球表面形貌的影响. 结果表明, 实验条件下所得复合微球表面均具有图案化结构, 该结构明显依赖于表面活性剂的种类和模板微凝胶的组成. 就模型体系而言, 随表面活性剂Span-20、Span-80和Span-85的HLB(亲水亲油平衡)值降低, 微球表面形貌趋于粗糙, 但仍然十分规整; 就模板组成而言, 模板中MAA含量增加使得复合微球的表面形貌变得更加精细. 据此, 认为通过选用合适的表面活性剂和微凝胶模板可以在一定范围内调控这些无机-有机复合微球的表面形貌, 从而为后续应用研究奠定基础.     

温敏型微球表面接枝交联复合凝胶的制备及性能

为改善高分子微球复合凝胶响应速率慢及韧性差的缺陷,采用非交联温敏型疏水单体组装的高分子微球作为交联剂,在不外加交联剂的条件下制备微球表面接枝交联聚丙烯酰胺复合凝胶.由于微球内部无化学交联结构,因此可通过自身可逆性结构及形态改变对复合凝胶机械性能和刺激响应特性进行调控.复合凝胶具有良好的韧性,断裂伸长率和断裂强度分别可达2400%和80 k Pa,且凝胶机械强度可通过温度进行调控.由于温敏型微球交联点的存在,采用非敏感型聚丙烯酰胺为基质的复合凝胶对温度具有良好的响应性,其响应速率较传统聚N-异丙基丙烯酰胺有机凝胶提升5~10倍.     

形貌转录法制备Ag-P(AM-co-MAA)复合微球

以反相悬浮聚合技术合成的丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)共聚高分子微凝胶P(AM-co-MAA)为模板,结合反胶束法制备得到Ag3PO4-P(AM-co-MAA)复合微球,并将其分散于乙醇溶剂中通过化学还原Ag3PO4-P(AM-co-MAA)复合微球制备得到粒径为几十微米,具有表面图案,且结构为核-壳型的Ag-P(AM-co-MAA)复合微球材料.能量散射X射线(EDX)谱表明壳化学组成以金属银为主,核以高分子模板为主;扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明银-高分子复合微球的表面形貌与其前驱体类似,且可以通过选择模板、改变模板组成、调整金属难溶银盐沉积量等因素加以调控;X射线衍射(XRD)分析表明前驱体复合微球表面Ag3PO4全部转化为单质银.生物抗菌实验表明该类微球材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均具有较强的抑制作用.     

网状多级孔结构氧化铁的制备、合成机理及其光催化性质

以九水合硝酸铁为原料, 利用改进的聚合诱导胶体聚集(PICA)的方法制备出三维网络状多级孔结构氧化铁(HPH). 此结构的制备关键是在合成过程中尿素和甲醛聚合生成脲醛树脂(UF). 脲醛树脂一方面在铁的羟基氧化物生长过程中与之杂化形成杂化产物Fe-UF, 另一方面则进一步聚合, 形成脲醛树脂微球(UFM). 脲醛树脂微球作为模板诱导杂化产物Fe-UF在其表面的聚集. 微球与微球之间则由于表面存在的脲醛树脂间的聚合会相互交联形成网络状结构. 经过煅烧处理后, 脲醛树脂及脲醛树脂微球的分解导致不同尺寸孔结构的生成. 光催化研究结果表明, 产物对罗丹明B的降解效率是商用纳米氧化铁的4倍.     

核-壳结构P(AM-co-MAA)-W-Ag复合微球的制备

以丙烯酰胺(acrylamide, AM)和甲基丙烯酸(methacrylic acid, MAA)的共聚微凝胶(P(AM-co-MAA))为模板, 通过离心沉积法将钨粉沉积于高分子微凝胶表面, 得到具有核-壳结构的P(AM-co-MAA)-W复合微球; 再以经聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)修饰的P(AM-co-MAA)-W复合微球为模板, 在硝酸银溶液中充分溶胀后, 通过向反相悬浮体系中缓慢通入氨气, 制备得到了具有核-壳结构的P(AM-co-MAA)-W-Ag双金属复合微球材料. 实验发现, 通过改变制备过程中AgNO3的初始浓度和PVP的用量等条件, 可以改变复合微球表面银的沉积量; 并结合实验结果初步提出了银的形成机理, 即PVP的存在, 不仅可以作为稳定剂固定Ag+离子, 同时可以作为还原剂促进Ag+还原为Ag的反应.     

纳米结构型PMAA/CdS复合微球的微凝胶模板法制备研究

以微凝胶为模板,利用微凝胶三维网络结构对无机沉积反应的限域和导向作用,制备了具有核-壳结构的聚甲基丙烯酸/硫化镉(PMAA/CdS)有机/无机复合微球材料.复合微球的制备包含两个基本步骤首先,以反相乳液聚合法得到包含Cd(Ac)2的聚甲基丙烯酸微凝胶;然后,在搅拌过程中向反应体系中缓慢通人H2S气体,使镉离子沉积为CdS,经洗涤处理后得到PMAA/CdS复合微球.SEM观察表明,复合微球表面呈现均一的微纳米结构,这种结构可因微球制备条件的不同而不同.而且,超声处理可使微球表面趋于光滑.X射线衍射分析表明复合微球中CdS处于晶态,具有立方结构.此外,复合微球因CdS的存在而具有光致发光特性.     

负载纳米银复合微球制备及其催化性能

以具有温度和pH双重敏感性能的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚丙烯酸(AA) P(NIPAM-co-AA)高分子微凝胶为模板, 以乙醇为还原剂, 原位还原得到负载纳米银的微米尺度Ag/P(NIPAM-co-AA)复合微凝胶材料. 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等对复合材料的形貌、组成和催化性能进行表征. 研究结果表明, Ag/P(NIPAM-co-AA)复合微球具有均一的表面结构, 微凝胶的限域作用显著提高了纳米银的分散性和稳定性. 另外, Ag/P(NIPAM-co-AA)复合微球对对硝基苯酚(4-NP)的还原具有较好的催化活性, 且其催化活性与微凝胶网络结构的溶胀、收缩行为有一定关系, 即模板微凝胶的温敏特性可以实现对对硝基苯酚催化反应活性的调控作用.     

以微凝胶模板合成P(AM-co-DMC)/SiO_2杂化粒子

以聚(丙烯酰胺-co-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)[P(AM-co-DMC)]微凝胶为模板,TMOS为硅前驱体,中性水环境下合成了一系列P(AM-co-DMC)/SiO2有机-无机杂化粒子.对杂化粒子的大小、形态及表面形貌等进行研究,发现微凝胶对杂化粒子的形态和大小起主导作用,SiO2在模板上沉积,即使经过灼烧依然保持模板的形态;TMOS的用量对杂化粒子的性质也有重要影响——用量少时,得到的杂化粒子表面粗糙,增加用量会使表面变得光滑.杂化粒子经过灼烧后,表面会变得更加粗糙.     

核-壳结构微球的制备进展

综述了近年来核-壳结构微球制备方面的研究进展,介绍了高分子胶束交联、模板逐层组装、模板微球表面原位引发聚合、动态溶胀法、种子聚合法以及溶胶-凝胶法等主要制备方法,并对各种方法所涉及的核-壳微球形成机理进行了必要阐述.     

表面图案化磁性复合微球的原位制备与表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)微凝胶, 并以其作为微反应器, 通过原位外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的SiO₂-Fe₃O₄-P(NIPAM-co-AA)磁性复合微球. 实验结果表明, 复合微球的表面结构与微凝胶的组成、Fe₃O₄和SiO₂的沉积量有关. 在微球表面进行修饰, 可得到表面带有氨基等官能基团的磁性复合材料. 将这种功能化磁性微球用于识别生物大分子并进一步用于生物医学领域具有重要的意义.     

Ag-polymer composite microspheres with patterned surface structures

Novel silver-poly(acrylamide-co-methacrylic acid) [Ag-P(AM-co-MAA)] composite microspheres, in tens of micrometer size range, with patterned surface and core/shell structures were prepared by chemical reduction of Ag₂CrO₄-P(AM-co-MAA) composite microspheres in ethanol. Characterization with various techniques revealed that the chemical composition of the “shell” is dominated by Ag, but the “core” is dominated by the template, P(AM-co-MAA). It was also demonstrated that the surface morphology of the Ag-polymer composite microspheres is similar to that of their precursors and can be controlled to a certain extent by varying the composition of template copolymer, approaches, and amount of Ag₂CrO₄ deposited. This morphology transfer technique is also applicable for other silver salts-polymer composite microspheres. The same silver-polymer composite microspheres with very different morphology have also been prepared by utilizing this technique, but the different precursor microspheres, Ag₃PO₄-P(AM-co-MAA), were used. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

有机模板剂辅助喷雾干燥法制备LiFePO4/C正极材料及其电化学性能研究

分别使用3种有机物辅助模板剂,由喷雾干燥制得LiFePO4/C复合正极材料,X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征、考察了不同模板剂对样品的形貌和性能的影响.交流阻抗（EIS）、循环伏安（CV）和恒电流充放电测试电极性能.结果表明：样品的形貌和结构因添加不同的有机模板剂而改变.无模板剂时,得到的样品是光滑实心球;...     

Preparation of metal sulfide-polymer composite microspheres with patterned surface structures

CuS-poly(N-isopropylacrylamide), CuS-poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid), Ag(2)S-poly(N-isopropylacrylamide) and Ag(2)S-poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid) composite microspheres exhibiting complex surface morphologies were prepared by employing the minigel template method.     

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.     

空心玻璃微珠/TiO2复合微球的制备及其性能研究

本文以脲为沉淀剂,通过化学沉淀法成功实现了锐钛矿型二氧化钛壳层在空心玻璃微珠表面的可控组装,从而制备出玻璃/二氧化钛核壳空心微球,并通过XRD、SEM、EDX和拉曼光谱对其结构、形貌、粒径、壳厚和化学组成进行了表征.提出了二氧化钛在空心玻璃微珠表面的定向生长的可能机制和形成过程.     

Synthesis and characterization of spherical and hemispherical polyepoxide micrometer‐sized particles of narrow size distribution by a single‐step swelling of uniform polystyrene template microspheres with glycidyl methacrylate

Polystyrene template microspheres of narrow size distribution were prepared by dispersion polymerization of styrene in a mixture of ethanol and 2‐methoxy ethanol. Spherical and hemispherical polystyrene/poly(glycidyl methacrylate) microspheres of narrow size distribution were prepared by a single‐step swelling of the polystyrene template microspheres with the swelling solvent monomer glycidyl methacylate, followed by polymerization of the monomer within the swollen template microspheres at 73 °C. Uniform polystyrene/poly(glycidyl methacylate‐ethylene glycol dimethacrylate) polyepoxide composite microspheres were synthesized similarly, substituting glycidyl methacylate for glycidyl methacylate and ethylene glycol dimethacrylate. Uniform crosslinked poly(glycidyl methacylate‐ethylene glycol dimethacrylate) polyepoxide microspheres have been prepared by dissolution of the PS template polymer of the former composite microspheres. Particles with different properties, for example size, size distribution, shape, surface morphology, surface area, and so forth, were prepared by changing various parameters belonging to the swelling and/or polymerization steps, for example, volume of the swelling monomer/s and/or the swelling solvent dibutyl phthalate. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 45: 4612–4622, 2007