【《聚苯乙烯微球制备的方法分析》2000字】

PAGE8聚苯乙烯微球制备的方法分析聚苯乙烯微球至今仍是国内外研究的热点，其制备方法选用方法有次乳液聚合，无皂乳液聚合，种子溶胀聚合和分散聚合。接下来依次介绍这几种方法。1乳液聚合乳液聚合是将胶乳制品聚合起来的一种方法，由于在胶乳制品表面附着一层乳化剂，使胶乳制品表面带有一定的电荷，这种电荷产生的静电斥力阻止了胶乳制品的聚合最后，胶乳产品聚集在一起，形成稳定的分散体系。主要反应机理是大量的孤立胶乳产品分散在体系中，每一种胶乳产品都发生聚合，单体通过水相从单体液滴扩散到胶乳产品中，乳液聚合作为一种广泛应用的非均相聚合技术，在微球的制备中起着重要的作用，主要是粒径分布均匀的球形颗粒。图1乳液聚合原理1955年，Vanderhoff教授和Bradford教授在乳液聚合研究所，利用乳液聚合成功地合成了粒径为2-30µm的各式各样的单分散聚苯乙烯微球[19]。从而为聚合物的研究开辟了新的前景。问题是成本费用昂贵，工业化产业难实现这种技术技能。2无皂乳液聚合1940年代Gee,Davis和Melvile在实验室里发现了无皂乳液聚合方法，它是不含乳化剂或是仅含少许乳化剂（其浓度小于临界胶束浓度CMC）的乳液聚合）[20]。Pichot课题组[21]使用了无皂乳液聚合方法，在阳离子型引发剂条件下，苯乙烯和阳离子型共聚单体2－（甲基丙烯酰胺－乙基三甲基氯化铵）通过聚合方式得到粒径均匀的阳离子型胶乳颗粒。Xu.J.J.的课题组通过实验研究得出：胶乳颗粒表面的电荷量取决于引发剂和阳离子共聚单体的含量[22]。但是，如果聚合物微球表面的电荷只由阳离子型引发剂提供，此时此刻，微球的单分散性和引发剂的用量有着密切关系。军医大学赵小宁等人使用无乳化剂乳液聚合法获得含有酰胺基、羧基的彩色大粒径单分散聚合物微球。3种子溶胀聚合种子溶胀聚合法是通过乳液聚合法、分散聚合法、悬浮聚合法等制备出粒径相对较小的单分散聚苯乙烯微球作为种子，之后在溶胀剂的作用下使苯乙烯、引发剂、交联剂进入聚合物微球内部，随着引发剂引发单体发生溶胀反应，得到粒径更大的单分散聚苯乙烯微球[23]。溶胀聚合的实施方法根据性能要求的不同有两步溶胀法、动态溶胀法、多步溶胀法等。种子溶胀聚合通过溶胀方法的不同，可分为逐步溶胀法、液滴溶胀法、活化溶胀法[24-26]以及动态溶胀法[27]、一步溶胀法[28]。而两步法种子溶胀聚合体系通常包括种子微球或种子液滴、单体、引发剂、分散剂、助溶胀剂和稳定剂，有时候还包括交联剂和稳定剂。这种方法是制备单分散聚合物微球的有效途径的原因是制备出的的多孔聚合物微球不仅可以控制尺寸的大小，而且还可以调节其孔分布，膨胀效果极好和效率高[29]。Ugelstad在上世纪80年代课题组发明种子溶胀聚合法，这种方法为了使色谱柱柱效得到提高。其主要步骤是首先使用分散聚合、乳液聚合或者无皂乳液聚合等方法制备出种子模板，接着在体系中加入惰性溶剂和单体促进它们变成成单分散的多孔聚合物微球。2008年，张倩等利用种子聚合法合成了带羧基的单分散（主要是红黄紫）彩色微球[30]。李璐等[31]采用两步溶胀法制备多孔聚合物微球，并进行了溶胀动力学研究，对微球的溶胀形貌和孔结构进行表征。并且多步溶胀法将带有某一种双酚分子，经磁性改性后的均匀微粒为模板分子，合成了磁性双酚微球，并进行选择识别性实验，达到更理想的实验效果。另外，在进行氯霉素微球的制备时，发现两步溶胀法制备的氯霉素微球的分散性、选择性识别性能最佳[32]。4分散聚合分散聚合是制备单分散聚合物胶乳颗粒比较简单且传统的方法，因为分散聚合法操作过程和机理很简单，在反应开始就将所有试剂投入到反应容器中，温度达到引发剂分解，接着形成引发剂的自由基会与游离的单体反应，会形成短链。短链生长到临界链长时会从连续相中沉淀出来并相互缠绕、聚集变成一个核，进一步吸收单体聚集直至形成稳定聚合物微球[33]。一般来说，分散聚合是一种粒径可控的特殊沉淀聚合。一开始分散聚合体系是均相，以本实验苯乙烯作为单体、稳定剂和引发剂溶解在介质中。但聚苯乙烯不能溶解在介质中。因为稳定剂、溶剂和聚合物三者有亲核作用。反应开始后，引发剂会生成自由基激发的单体。当低聚物链达到临界值时，最终形成小颗粒，不会像一般沉淀聚合最终形成粉末或块状物。分散剂稳定悬浮在介质中，形成类似聚合物乳液的稳定分散体系。与一般沉淀聚合有以下几点不同：当低聚物链数值达到临界，沉淀聚合不会形成粉末或块状物，最后形成小颗粒。分散剂稳定悬浮在介质中，形成类似聚合物乳液的稳定分散体系。在分散聚合过程中，在介质中聚合物不是以粉末状或块状的形态析出的，而是以小微球颗粒的形式析出来，接着通过介质中的稳定剂悬浮在介质中，形成类似于乳液聚合的稳定分散体系[34]。分散聚合体系具有许多优点：（1）聚合物微球的球形美观，与乳液聚合相比有更大的粒子尺寸，粒径分布较窄；（2）体系的粘度很低，无拉丝性，不会使基材变形和生锈，可以在低温下使用，施工性能良好；（3）分散介质毒性低、危险性小可以减少