細(xì)乳液聚合法制備雜化聚丙烯酸微凝膠及其形貌、性能研究.pdf

1、聚合物微凝膠以其優(yōu)異的性能廣泛用于生物材料、藥物控制釋放、智能分離、催化和石油開采等眾多領(lǐng)域，已成為材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。微凝膠的結(jié)構(gòu)與尺寸對(duì)其功能有著重要的影響。聚丙烯酸(PAA)微凝膠分子中含有大量的羧基，具有良好的生物相容性和pH響應(yīng)性。近些年來(lái)，研究者通過(guò)向其中引入溫敏性單體、磁性納米粒子和其他納米粒子等來(lái)制備具有多重敏感性的PAA雜化微凝膠。然而單體丙烯酸(AA)反應(yīng)活性太高，其聚合物PAA在常用的極性溶劑中有良好的溶解性，

2、易形成氫鍵產(chǎn)生分子聚集而形成宏觀凝膠，導(dǎo)致PAA微凝膠的制備較為困難。本文先采用以液滴成核為主的細(xì)乳液聚合工藝制備尺寸均一的聚丙烯腈（PAN）雜化微球，再在強(qiáng)堿作用下PAN水解制得PAA雜化微凝膠。該法提高了聚合物對(duì)無(wú)機(jī)納米粒子的包覆，避免了以AA為單體直接聚合制備出的微凝膠性能不穩(wěn)定、產(chǎn)率低的缺陷。本文主要內(nèi)容如下:
　　本文第一部分簡(jiǎn)單綜述了國(guó)內(nèi)外聚合物微凝膠的研究進(jìn)展，特別是對(duì)環(huán)境敏感性微凝膠的類型、制備方法及其應(yīng)用情況進(jìn)行

3、了概括。PAA微凝膠是一種pH敏感性微凝膠，在生物材料、醫(yī)學(xué)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)近些年來(lái)PAA微凝膠的制備方法及改性研究進(jìn)行了介紹。
　　本文第二部分以丙烯腈(AN)、二乙烯基苯(DVB)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性的磁性納米粒子等為原料，采用細(xì)乳液聚合法先合成出PAN微球和磁性Fe3O4/PAN雜化微球，再在堿性條件下水解制備出PAA微凝膠和磁性Fe3O4/PAA雜化微凝膠;研究了不同類型的乳化劑和

4、不同含量的交聯(lián)劑DVB對(duì)PAN微球形貌的影響，考察了PAA微凝膠在不同pH緩沖液下的響應(yīng)行為。結(jié)果表明，陰離子乳化劑SDS對(duì)細(xì)乳液體系具有較好的穩(wěn)定性，所得微球球形結(jié)構(gòu)較規(guī)則;交聯(lián)劑DVB量較大時(shí)，微球分布均勻、尺寸大小均一。PAN微球水解后獲得了PAA微凝膠，PAA微凝膠為規(guī)整的球形結(jié)構(gòu)，具有良好的pH響應(yīng)性。進(jìn)一步，采用細(xì)乳液聚合法實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁性納米粒子的有效包封，制備出磁性Fe3O4/PAN雜化微球和磁性Fe3O4/PAA雜化微凝膠

5、，其飽和磁強(qiáng)度值分別為21.6 emu/g和19.3 emu/g，具有良好的磁響應(yīng)性。
　　本文第三部分以AN、DVB、MPS和正硅酸乙酯(TEOS)為主要原料，采用Pickering原位細(xì)乳液聚合法合成出SiOJPAN中空雜化微球，在堿性條件下水解制備出了PAA中空微凝膠;進(jìn)一步，通過(guò)引入MPS疏水改性的磁性納米粒子，制備出磁性SiO2/PAN中空雜化微球和磁性PAA中空雜化微凝膠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SiO2/PAN中空雜化微球形貌

6、不規(guī)則，中空結(jié)構(gòu)明顯，而PAA中空微凝膠形貌較為規(guī)則;所制備的磁性PAA中空雜化微凝膠具有超順磁性，飽和磁強(qiáng)度值為10.2emu/g。
　　本文第四部分通過(guò)引入溫敏性單體N-乙烯基己內(nèi)酰胺(NVCL)，采用細(xì)乳液聚合法制備出P(AN-NVCL)雜化微球，經(jīng)過(guò)堿性水解制得P(AA-NVCL)雜化微凝膠，并對(duì)微凝膠的pH和溫度敏感性進(jìn)行了研究。通過(guò)紅外(FT-IR)、透射電鏡(TEM)和激光粒度儀等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，水解后得