【摘 要】
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核壳结构材料因其独特的物理化学性质而广泛应用于多相催化、药物控制释放、生物传感、荧光指示、涂覆等领域。本文总结了近年来功能性复合微球在制备和物理化学性质研究中的
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核壳结构材料因其独特的物理化学性质而广泛应用于多相催化、药物控制释放、生物传感、荧光指示、涂覆等领域。本文总结了近年来功能性复合微球在制备和物理化学性质研究中的进展,采用无皂乳液聚合法制备表面两亲性共聚物微球为核质,以二氧化硅或二氧化钛为包覆材料制备出核壳结构材料,并用扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱、动态光散射等方法对样品进行表征,阐明合成机理。论文总结出以下主要结论:
以苯乙烯和甲基丙烯酸为原料、过硫酸铵为引发剂,在不额外添加表面活性剂的条件下,通过无皂乳液聚合法制备出苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物微球(PSM),样品具有较好的单分散性和光滑的外表面。通过优化水、聚合物单体、引发剂的比例,微球的尺寸可在较大范围内调整。
以对苯乙烯磺酸钠取代甲基丙烯酸,一次聚合可制备出高度单分散性纳米级苯乙烯-对苯乙烯磺酸钠共聚物微球(St-co-NaSS),而采用二次聚合法可获得单分散性较高、表面光滑的亚微米级共聚物微球,但因干燥后易紧密团聚而不适合用作单分散包覆材料的核质。
以苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物微球PSM为核质,通过溶胶-凝胶法在微球表面沉积二氧化硅、二氧化钛,可以制备出PSM-SiO2和PSM-TiO2核壳结构材料。
通过改变乙醇、水及氨的浓度可以在一定范围内调节SiO2包覆层的厚度,制备出壳厚数十纳米、表面光滑的PSM-SiO2核壳结构材料。通过焙烧可以得到完好的SiO2中空结构微球。
由于空气中的水蒸气极易使TiO2的前躯体水解,通过加入乙酰丙酮抑制钛的前躯体水解可使共聚物微球表面沉积更多TiO2。但因本文工作中制备的TiO2壳层过薄,且TiO2高温下易晶化和转晶,无法在焙烧过程中自支撑而保持形貌,未获得中空结构TiO2微球。
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