具有环境响应性的两亲性Janus微粒作为一类新型的固体表面活性剂,不仅比均质聚合物粒子具有更高的表面活性、更强的界面吸附能力、更有效地降低表面张力来稳定乳液,而且还可以通过对环境改变(pH、温度、离子强度)的快速响应,实现其稳定Pickering乳液的相转变。此外,表面官能团化的聚合物Janus粒子也是一类很好的原材料,通过和有机化合物或无机纳米粒子复合,可以制备具有特殊性能的新型复合材料。由于Janus微粒在食品、化妆品、药物控释、催化、涂料等领域都有巨大的应用前景,开发简单、高效的方法来合成环境响应性聚合物Janus粒子具有重要的科学意义与应用价值。本论文从“粒子设计”理念出发,利用常见的乙烯基单体,通过一步/一锅无皂乳液聚合法巧妙合成具有环境响应性和可控形貌的Janus微粒。较系统地研究了亲疏水单体含量和种类在无皂乳液聚合过程中对最终乳胶粒结构和性能的影响。实验结果表明,制备的两亲性微粒具有很好的乳化性能和环境响应性。同时发现,只需通过简单地调节亲疏水单体的含量,就可以实现对乳胶粒形貌和乳化性能的有效控制。通过聚合物微粒与Ag和Fe3O4等无机纳米粒子复合,还成功制备了有机/无机复合材料。该合成方法不需溶胀过程、交联组分、有机溶剂,无繁琐的后处理过程。因此,对简单、绿色、高效地制备功能型和结构型聚合物Janus粒子有重要的指导意义。论文的详细内容主要包括以下四个部分:1、概述了聚合物Janus微粒的主要合成方法、环境响应类型、应用领域。提出了课题的设计思路和研究意义。2、选择甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)三种共聚单体,首次实现一步无皂乳液聚合法合成具有pH响应乳化性的两亲性球形Janus微粒(PMAB)。通过动态光散射法(DLS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、金相显微镜、静态接触角等测试手段对微粒的粒径和分散性、形貌、结构、两亲性进行了表征。系统的乳化性能测试表明,PMAB微球具有很好的乳化性和pH响应性,能够使甲苯(o)和水(w)在中性和碱性环境中形成o/w乳液。通过表面羧酸根对环境pH值的响应,使混合物在酸性环境中形成w/o乳液,实现相转变。3、基于两亲性PMAB种子微球,通过疏水性苯乙烯(St)和BA共聚物的定向相分离,一锅两步无皂乳液聚合法合成了双面苯丙Janus微粒。通过DLS、SEM、TEM、FT-IR、金相显微镜、静态接触角等测试手段对聚合物粒子的粒径和分散性、形貌、结构、两亲乳化性进行了表征。测试结果表明,通过调节疏水单体的质量,可以很好地控制双面微粒粗糙端的形貌,分别合成半树莓型、半菜花型、多凸起型双面微粒。半树莓型和半菜花型粒子具有很好的pH响应乳化性,能够实现甲苯和水Pickering乳液的相转变。4、选择温敏性单体N,N-二乙基-2-丙烯酰胺(DEAA),设计合成了具有多重响应性的两亲性Janus微球(PMDBM)。通过DLS、FT-IR、SEM、TEM、金相显微镜等测试手段对乳胶粒的粒径和分散性、温敏性、组分、形貌、乳化性进行了表征。测试结果表明,PMDBM微球具有很好的乳化性和一定的热响应性。而且,通过在溶液环境中添加少量的盐可以实现其稳定的Pickering乳液的相转变。此外,通过改变单体MAA和DEAA的质量比,也可以很好地调节PMDBM粒子的两亲性和乳化能力。