聚合物微球粒子的自组装制备

采用溶剂置换自组装方法使用聚苯乙烯和聚苯乙烯-嵌段-异戊二烯制备了两种表面结构不同的聚合物微球粒子.SEM和TEM结果表明,采用聚苯乙烯为原料得到了表面光滑的微球,采用嵌段共聚物得到了表面具有波纹结构的微球,表明这种自组装过程是一种高度有秩序的单层分子排列过程.     

合成条件对SiO_2介孔空心微球形貌及结构的影响

以十二胺为主模板剂、聚乙二醇1000为辅助模板剂合成了具有介孔孔壁、比表面积高达951m2/g的空心二氧化硅微球(HSSM).考察了温度、浓度、溶剂等合成条件对HSSM结构及形貌的影响.实验结果表明:合成温度及溶剂对HSSM的结构及形貌影响显著;最佳的水/乙醇体积比为5∶2,此条件下可得到外表光滑、有序度高的空心微球;水/乙醇体积比高于6∶1时,空心微球形貌不规整,有序度也较低;水/乙醇体积比低于4∶3时,得到有序度良好的褶皱状形貌介孔材料;最佳的合成温度约为30～40℃,低于该温度时合成的样品难以形成空心微球结构,而高于该温度时空心微球结构将受到破坏;混合模板剂浓度增加到0.038mol/L及以上时,可以得到空心微球,否则只能得到实心微球.     

以原子转移自由基聚合法合成两亲性嵌段共聚物

以α-溴代丙酸乙酯为小分子引发剂、氯化亚铜和联二吡啶组成的混合体系为催化剂，引发苯乙烯单体聚合，得到端基为卤原子的单分散PS-X预聚体。并以此为大分子引发剂、氯化亚铜和N，N，N′，N″，N′′′-五甲基二亚乙基三胺／联二吡啶组成的混合体系为催化剂，引发聚合甲基丙烯酸叔丁酯，得到相对分子质量可控、分子质量分布狭窄的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物．最后使该共聚物在酸性条件下水解，从而得到了两亲性的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸．用红外光谱仪、核磁共振仪、凝胶色谱仪等对产物的结构与性能进行了表征．     

合成条件对介孔空心微球的形貌及结构的影响研究

介孔空心微球的合成对于获得优良的吸附剂, 催化剂和药物缓释剂具有十分重要的意义. 采用十二胺(DDA)为主模板剂, 聚乙二醇1000(PEG1000)为辅助模板剂, 成功地合成出了具有介孔孔壁的, 比表面积可高达951.23 m2/g 的空心二氧化硅微球. 考察了温度, 浓度, 溶剂等合成条件对合成的介孔空心微球的结构及形貌的影响, 实验结果表明合成温度及溶剂对合成的材料的结构及形貌具有显著的影响. 不同比例的醇水混合体系用做溶剂时, 可得到形貌及有序度完全不同的物质. 最佳的合成温度约为30-40℃, 低于该温度时, 合成的样品难以形成空心球结构, 而高于该温度时, 空心球结构将受到破坏. 此外, 模板剂的浓度也对合成样品的结构具有重要的影响.     

聚(苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯)三嵌段共聚物的合成、表征以及表面形貌研究

以DiCumCl/TiCl4//DtBP为引发体系,正己烷和一氯甲烷为溶剂,在-80℃下,通过可控正离子聚合法成功合成聚(苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯)(SIBS)三嵌段共聚物。通过体积排斥色谱法/示差折光指数/多角激光光散射/紫外分光光度仪(SEC/RI/LS/UV)、热失重分析(TG)、差示量热扫描仪分析(DSC)和原子力显微镜(AFM)对产物进行表征。实验结果表明:SIBS三嵌段共聚物的相对分子质量随着苯乙烯投料量的增加不断提高,聚苯乙烯质量分数也增加,相对分子质量分布没有明显变化。SIBS的DSC测试发现明显的2个Tg(玻璃化转变温度),表明存在微相分离结构。通过AFM对SIBS表观形貌的研究,进一步表明SIBS存在微观相分离结构,退火后相分离结构更有序和更规整。     

聚酰亚胺聚硅氧烷多嵌段共聚物的合成

合成了一类有机硅嵌段齐聚物α，ω-双（γ－氨基）聚二甲基二苯基硅氧烷（APMPS），并以此为嵌段与聚酰亚胺（PI）硬段进行嵌段共聚，得到一系列不同软段含量的多嵌段共聚物（APMPS－b－PI）。通过热重分析（TGA）和力学性能测试，证明该嵌段共聚物具有优良的热稳定性及抗张强度。     

聚酰亚胺/中空玻璃微球低介电复合膜的制备及应用

由于5G通讯频率和电路集成化的提高，出现信号传输延迟及功率损耗增大等一系列问题，对聚合物的低介电性能提出了更高的要求.本文设计合成了一类含中空玻璃微球的有机无机复合聚酰亚胺低介电薄膜材料——聚酰亚胺/中空微球(PI/SiO₂-Air)复合膜.复合材料中的中空玻璃微球经过氨基化处理得到表面含有大量可反应性官能团，进一步以该微球作为化学交联位点，得到了均匀分散的PI复合薄膜，同时在复合膜中引入了均匀分布的微孔结构.所制备的PI复合膜具有优异的力学性能，其拉伸强度可达201.6 MPa.此外，复合PI膜具有优异的低介电性能，在1 MHz测试条件下的介电常数可低至2.42，介电损耗低至0.0348. Weibull击穿场强最高可达227 kV·mm^-1,PI复合膜表现出更高的热稳定性，吸湿率低至1.75%.该类低介电PI复合薄膜具有优异的综合性能，在高频率、低延迟特性的5G通讯材料领域具有潜在的应用前景.     

PMMA-PLA-PMMA三嵌段共聚物的制备

以双溴端聚乳酸(Br-PLA-Br)为引发剂,通过原子转移自由基聚合法(ATRP)合成聚甲基丙烯酸甲酯-聚乳酸-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-PLA-PMMA)三嵌段共聚物。考察不同单体与引发剂比例对共聚产物相对分子质量的影响,结果表明:共聚产物相对分子质量随单体比例的增加呈线性增加及随时间延长而递增,但相对分子质量分布恒定,符合ATRP活性、可控聚合的特点。热分析结果表明:该共聚产物的热分解温度和玻璃化转变温度较之聚乳酸均有明显的提高,说明该嵌段共聚物提高了聚乳酸的热稳定性。     

PLA-PEG/Fe3O4磁性复合微球的制备与性能研究

以油酸钠改性的Fe3O4纳米粒子为磁性内核,聚乳酸一聚乙二醇(PLA-PEG)嵌段共聚物为载体材料,吐温-80(Tween-80)为表面活性剂,采用非溶剂引起相分离的方法,制备了PLA-PEG/Fe3O4磁性复合微球,系统考察了PLA-PEG质量浓度、Fe3O4与PLA-PEG的质量比及搅拌速度等因素对磁性复合微球性能的影响,确定了制备PLA-PEG/Fe3O4磁性复合微球的最佳条件,并利用透射电镜、红外光谱仪、热分析仪、振动样品磁强计和紫外分光光度计,对所得产物的形貌、粒径、化学组成、Fe3O4的质量分数及磁性能进行了表征.     

SiO_2-Ag(Ag_2S)介孔纳米微球的制备与表征

以三乙醇胺为催化剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过硅烷四乙酯(TEOS)和3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)共水解,成功制备了巯基功能化介孔二氧化硅纳米微球.用盐酸-乙醇混合溶液去除模板后,这种介孔纳米微球能有效吸附银离子,进一步反应得到SiO2-Ag和SiO2-Ag2S复合纳米微球.用X射线衍射、透射电子显微镜、热分析以及紫外-可见光谱表征了微球形貌、结构与性能.这种复合纳米微球平均粒径约70nm,Ag2S微粒小于10nm且担载于SiO2微球表面,而Ag量子点则包覆于介孔硅的内部,在350nm到700nm范围呈现明显的宽吸收.另外,这两种复合纳米微球作为无机抗菌剂都表现出良好的抗菌性能.     

β-环糊精/碳微球复合材料的制备和表征

以可溶性淀粉为原料,经水热处理、产物的高温碳化制备碳微球;并以β-环糊精和碳微球为原料经反相乳液法制备β-环糊精/碳微球复合材料;利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射等手段对产物的结构和性质进行了表征。结果表明:以可溶性淀粉为原料制得了粒径约5μm的单分散碳微球;同时也成功地制备了表面光滑、粒径约15μm的β-环糊精/碳微球复合材料。     

O/O乳化-溶剂挥发法制备mPEG-PCL微球的形成过程及影响因素

采用0/0乳化-溶剂挥发法制备甲氧基聚乙二醇(mPEG)-b-聚己酸内酯(PCL)微球.观察 了共聚物微球的整个形成过程,考察了温度、乳化剂浓度、共聚物浓度和组成、分散相组成以及分散 相/连续相比例等因素对成球的影响,得到制备mPEG-PCL 嵌段共聚物微球的适宜条件.     

双重磁响应复合微球的制备及吸附性能研究

采用种子乳液聚合法制备了Fe3O4@P(NIPAM-co-St)温敏复合微球。利用透射电镜、红外光谱仪、Zeta粒度分析仪、热重分析仪和振动样品磁力计对微球结构进行了表征,通过紫外-可见光分光光度法研究了微球对模型有机物罗丹明B(Rh B)的吸附和磁感应脱附再生行为。结果表明,复合微球呈现多核壳结构,增加聚合体系疏水单体苯乙烯(St)用量,微球中Fe3O4含量和饱和磁感应强度降低;微球中引入适量疏水聚苯乙烯(PS)链段可以提高其对Rh B的吸附量,且酸性条件有利于微球对Rh B的吸附,吸附量可达13.31 mg/g;吸附Rh B的微球在交变磁场作用下的脱附量相对于室温条件明显提高,且微球经过5次使用后,其吸附量仍然可达8.82 mg/g,说明该微球具有良好的双重磁响应特性(磁分离响应和磁感应脱附再生)。     

双亲性嵌段共聚物P4VP-b-PMAA的合成

以三[(2-二甲基氨基)乙基]胺为配体,α-氯代丙酸乙酯为引发剂,在异丙醇中引发4-乙烯吡啶(4VP)进行原子转移自由基聚合(ATRP),得到了端基为氯原子、相对分子质量在1 500～5 610之间的聚4-乙烯吡啶(P4VP-Cl)大分子引发剂.进而使P4VP-Cl引发甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)进行ATRP反应,得到了P4VP-b-PtBMA嵌段共聚物,其转化率可达60%以上.傅里叶变换红外光谱和核磁共振的分析结果表明,所得嵌段共聚物的结构明确.通过对P4VP-b-PtBMA进行水解,得到了P4VP-b-PMAA双亲性嵌段共聚物.     

中间相炭微球的结构对其电化学性能的影响

为了研究不同结构的炭微球对其电化学性能的影响,用聚合法以煤焦油为原料在添加和不添加炭黑的条件下制备中间相炭微球,用高倍扫描电镜观察了它们的形貌和结构,并且研究了它们作为锂离子电池炭负极材料的电化学性能.研究结果表明,在不添加炭黑的条件下得到"地球仪"型结构;对于这种结构的中间相炭微球,锂离子容易脱嵌,首次放电容量可达298.0mA·h·g-1,不可逆容量达48.5mA·h·g-1,但循环寿命短;而添加炭黑时得到层状混合结构,这种结构的中间相炭微球首次放电容量较小,为288mA·h·g-1,不可逆容量相对较大,为81.3mA·h·g-1,但衰减慢,循环寿命长.     

壳聚糖-海藻酸钙微球荧光标记反应对微球膜强度影响的研究

以壳聚糖-海藻酸钙载药微球给药后的体内检测为研究背景,探讨不同反应条件下壳聚糖-海藻酸钙微球荧光标记反应对微球膜在模拟体液中的强度影响.以壳聚糖、海藻酸钠为微球制备载体材料,以异硫氰酸酯(FITC)为荧光标记物对微球进行荧光标记.采用标记了FITC的微球在模拟体液中的膨胀率来表征微球膜的相对强度.采用相对分子质量为50 000、脱乙酰度85%、荧光标记浓度0.01 g/mL的壳聚糖,成膜液浓度0.015 g/mL,成膜时间30 min制备出的荧光微球在模拟胃、肠液中表现出良好的膜强度及稳定性.为研究壳聚糖-海藻酸钙载药微球在体内的分布、吸收、降解特性提供了适宜的入体实验条件.     

TiO_2介孔球的形貌控制及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究

本文通过简单溶胶-凝胶和溶剂热后处理反应,以价格低廉、相对环保正己胺作结构向剂合成尺寸分均匀、孔径为18.9nm、比表面积为89.76m2g-1锐钛矿相TiO2介孔球.通过使用不同烷基碳链长度有胺作为结构向剂合成介孔球研究表明：较长烷碳链,有利于形成质量较高的TiO2介孔球;但是,只有当有胺烷碳链长度适中时,能获形貌最佳TiO2介孔球.改变水与钛源摩尔比可实现TiO2介孔球直径在300-1400nm间有效调节.延长反应时间,球表面越来越光滑,直径逐渐增加,最后可达近1400nm.选用正己胺为结构向剂、添加水、反应18h并经溶剂热后处理TiO2介孔球作为染料敏化太能电池光极料,吸附N719染料后敏化太能电池光电转化效率达5.56%,与相同条件下用P25作光极料效率（5.27%）相比提高5.5%,初步显示了TiO2介孔球在太能利用领域中应用潜力.     

高结晶度聚酰胺6多孔微球的制备及其表征

以聚酰胺6/间甲酚为溶液,无任何添加剂条件下,通过热致相分离(TIPS)法制备了高结晶度聚酰胺6多孔微球,微球由中心向外辐射生长的纤维组成。研究萃取剂、聚合物浓度、淬火温度和淬火时间等因素对材料形貌影响。实验结果表明:水为萃取剂得到粗纤维或颗粒,乙醇为萃取剂得到多孔微球。偏光显微镜表明该多孔微球为球晶。淬火时间0～15 min得到了直径为(0.413±0.074)μm纤维,淬火时间60～240 min得到了多孔微球。随着淬火时间延长,微球变得更加均一、规整,且微球直径由(19.14±3.62)μm增加到(30.53±3.71)μm。聚酰胺6多孔微球的孔隙率和比表面积高达95.53%和31.26 m~2/g。5℃和10℃淬火得到纤维状、芽片状或捆束状,而15℃淬火得到多孔微球。浓度从3wt%增加到7wt%时,多孔微球的直径由(15.54±2.11)μm增加到(23.21±3.32)μm。聚酰胺6多孔微球的结晶度最高达62.1%。独立形态球晶(多孔微球)为多孔材料增加了一种新形态,并可为其他结晶或非结晶性高分子独立形态的纳米纤维球晶材料的构建提供机理和技术参考。     

硒化银-聚丙烯酰胺复合微球的制备

采用反相悬浮聚合法合成了聚丙烯酰胺(PAM)高分子微凝胶,以其为模板,在室温条件下,以硝酸银(AgNO3)作为银源,硒代硫酸钠(Na2SeSO3)作为硒源,通过反胶束法制备得到了具有表面图案化结构的Ag2Se-PAM无机一有机复合微球材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和X射线衍射(XRD)等手段对复合微球的形貌、无机物硒化银的含量和晶形结构等进行了表征.实验结果表明,复合微球的表面结构与硝酸银的初始浓度和表面活性剂的用量有关,随着硝酸银初始浓度的增加,复合微球表面由简单的硒化银颗粒堆积到出现图案化结构;随着表面活性剂用量的增加,复合微球表面形貌趋于粗糙.     

胱氨酸基质下二氧化硅微球的仿生合成及其表征

以胱氨酸为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,仿生合成表面具有疏松多孔结构的二氧化硅微球.利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、热重分析仪(TGA)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及X-射线衍射仪(XRD)、对产物进行表征.FE-SEM、FT-IR表征结果显示SiO2微球的形成过程为:在胱氨酸的模板分子作用下TEOS水解生成具有微球形貌的键合型有机-无机杂化微粒,该微粒经600℃煅烧得到SiO2微球;XRD表征结果表明SiO2微球为无定型结构.依据表征结果,进一步对二氧化硅微球的形成机理进行了探讨.