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本论文分别以干酪素(casein, CA)和聚乙烯亚胺(PEI)为壳材,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为核材,在不使用乳化剂的情况下,以叔丁基过氧化氢(TBHP)为引发剂(这里应该体现氧化还原体系),通过简单的接枝聚合反应,制备出PMMA—CA和PMMA—PEI两种两性核壳纳米颗粒。使用透射电子显微镜(TEM)对所制得乳液粒子的结构形貌进行了表征,以氯仿为溶剂用索氏提取法将产物中接枝PMMA与PMMA均聚物分离并测算接枝率。对聚合实验过程中的各种影响因素,如反应温度、反应时间、引发剂用量、CA(或PED与MMA质量比、物料总浓度等进行了考察。
在对PMMA—CA两性核壳纳米颗粒的制备与表征中,通过控制单一变量,对影响聚合实验的各种因素进行了考察。结果表明:反应温度为65℃时,经过2h的反应,单体转化率即可达最大值,升高或降低温度都会使转化率降低,但接枝率随反应温度的升高而下降;TBHP与CA在用量上存在一个最佳比值,即TBHP用量为7.2×10-4 g、CA为1g时,可获得最大转化率;当CA/MMA质量比为1∶4时,MMA转化率最高;使用上述最佳反应条件,可制得固含量约为31%的聚合物乳液,单体转化率随物料总浓度的增大而提高。各因素对乳液粒径及其分布的影响较小,转化率是影响粒径大小的主要因素,随着转化率的增大,乳液粒径也不断增大。通过TEM照片,可以清楚的观察到乳液粒子的核壳状球型结构,即相对致密的PMMA内核和松散的CA外壳。干态下乳液粒径在60~70 nm之间,分布较均匀。
对于PMMA—PEI两性核壳纳米颗粒的制备与表征,所用实验方法基本相同,也是通过控制单一变量,对影响聚合实验的各种因素进行考察。实验结果表明:随着反应温度的升高,转化率不断增大,反应温度为80℃时,经过2h的反应,转化率可达最大值;TBHP用量为7.2×10-4 g时转化率最高,但单体最终转化率不会因TBHP过量而降低;PEI/MMA的最佳质量比为1∶4;乳液粒径对pH具有响应性,通过调节乳液pH可以有效改变乳液粒子的尺寸。通过TEM照片可以观察到乳液粒子具有清晰的核壳结构,PMMA内核被发状PEI外壳包裹着,且壳层较厚,干态下粒径在300nm左右,分布较均匀。