不同溫度響應(yīng)溫敏納米二氧化硅的制備及其性能研究.pdf

1、溫敏聚合物是指在水溶液中，當(dāng)溫度高于某一臨界溫度時(shí)，聚合物會(huì)經(jīng)歷從溶解到不溶的相轉(zhuǎn)變過(guò)程，這一溫度稱為最低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature，LCST)。N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的LCST約為32 oC，接近人體體溫，是研究最為廣泛的溫敏聚合物，尤其在藥物緩釋方面有較廣泛的應(yīng)用。然而，PNIPAAm較低的LCST在其他方面如催化，就會(huì)受到溫度上的限制。目前，將環(huán)境響應(yīng)性聚合物

2、與納米粒子的光、電、生物等性能相結(jié)合，賦予納米粒子智能特性，已經(jīng)引起了人們廣泛的研究興趣。這種智能聚合物包覆的納米粒子在智能光電器件、智能催化、分析檢測(cè)、開(kāi)關(guān)控制、藥物緩釋等領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。本論文嘗試制備聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate，POEGMA)改性納米SiO2，通過(guò)選擇不同EO鏈長(zhǎng)的POEGMA和外加添加劑的方法調(diào)控產(chǎn)物的LCST

3、，得到能夠?qū)Σ煌瑴囟软憫?yīng)的多種溫敏納米 SiO2，為進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用范圍創(chuàng)造條件。電子轉(zhuǎn)移生成催化劑的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(AGET ATRP)可以提高改性納米SiO2的接枝率，從而提高聚氧乙烯醚改性納米SiO2溫敏響應(yīng)性能，以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。將制備的溫敏納米SiO2作為固體乳化劑制備了Pickering乳液，并對(duì)Pickering乳液的溫敏性能進(jìn)行了測(cè)試，為其實(shí)現(xiàn)在催化劑的高效分離和回收方面的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究工作如下：

4、r>　　(1)首先利用 St?ber法制得了單分散的納米 SiO2，再利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性納米SiO2制得SiO2-NH2，然后與2-溴異丁酰溴反應(yīng)制備具有引發(fā)作用的SiO2-Br，最后利用AGET ATRP法用分子量為500的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(POEGMA500)對(duì)納米SiO2進(jìn)行了表面改性，制備了LCST為90 oC的改性納米SiO2(SiO2-POEGMA500)。考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑/

5、配體/還原劑摩爾比、SiO2-Br和單體用量等條件對(duì)溫敏納米 SiO2接枝率的影響。利用傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、X射線光電子能譜儀(XPS)、熱重分析儀(TGA)、透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-vis)、動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和相轉(zhuǎn)變等對(duì)SiO2-POEGMA500的結(jié)構(gòu)和溫敏性能進(jìn)行了系統(tǒng)表征。
　　(2)采用優(yōu)化的工藝條件，利用分子量為300聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(

6、POEGMA300)對(duì)納米SiO2進(jìn)行了表面改性。考察了POEGMA500與POEGMA300復(fù)配體系對(duì)溫敏納米SiO2 LCST的調(diào)控作用。利用UV-vis、DLS、相轉(zhuǎn)變、傅立葉衰減全反射紅外光譜儀(ATR-FTIR)、XPS、TEM和SEM等方法對(duì)樣品的溫敏性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試?？疾炝薔aCl、乙醇、十二烷基硫酸鈉(SDS)等添加劑對(duì)上述溫敏SiO2-POEGMA300 LCST的調(diào)控作用。
　　(3)以SiO2-POEGM