【正文】
其是在某些高新技術領域有著廣闊的應用前景,目前,世界上許多國家,如美國、英國、瑞典等正在大力開發(fā)聚合物微球的應用。另外,聚合物微球被用于靜電復印的顯色劑和墨粉、常溫固化印刷油墨以及光電導印刷油墨等等。交聯聚合物微球在耐熱性、耐溶劑性和力學強度等方面均優(yōu)于普通的線形聚合物微球。這種方法所制備的微球的粒徑在一定的范圍內可控,表面光滑且呈現很規(guī)則的球形。主要通過兩種途徑:一種是改變交聯劑的種類;另一種是改進分散聚合工藝。他們還通過“兩階段分散聚合法”成功制各了有色聚合物微球和含有其它功能基團的功能性聚合物微球。(5)苯乙烯的二次提純,如圖22苯乙烯的第二次提純。反應結束后,產物用無水乙醇和二次蒸餾水反復洗滌2~3次,得到單分散PS種子微球的懸浮液。(b) (5)反應6h后,,加入夾套反應器中,繼續(xù)反應30min后,溫度升到80℃,進行聚合反應20h。 (3)配置1,2二氯乙烷為5wt%、己二酸二辛酯為5wt%以及1,2二氯乙烷為5wt%和己二酸二辛酯為5wt%的十二烷基硫酸鈉的水溶液50mL,并放入夾套反應器中。(4) 第二步溶脹:配置單體(苯乙烯)的量分別為2g、3g、4g、5g,其余不變。第3章 結論與展望本論文采用分散聚合方法和種子溶脹法到的兩步方法制備得到了單分散微米級交聯聚苯乙烯微球。本實驗和論文是在王老師的精心指導下完成的,王老師嚴謹的治學態(tài)度、求實務實的思想、兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍、雷厲風行的工作作風讓我受益匪淺,值得我終身學習。Poehlein G W.Kinetics of dispersion polymerization of styrene in ethanol.2.Model validation[J].1nd Eng Chem Res,1997, 36:26052615.[36] Cao K Li B F,Huang Y, Li B G,Pan Z R.Mechanism and model of dispersion polymerization using homopolymer as dispersant in polar media[J].Macromol Symp,2000,150:187194.[37] Yasuda M,Seki H,Yokoyama H,Ogino H,Ishimi K lshikawa H.Simulation of a particle formation stage in the dispersion polymerization of styrene[J].Maeromolecules,2001,34:32613270.[38] 張洪濤,江兵兵,黃錦霞.非水分散聚合制備交聯聚苯乙烯微球單體濃度對聚合速率和粒子大小的影響[J].高分子材料科學與工程,2002,18(4):5761.[39] Zhang H T,Huang H,Lv R,et al.Micronsize crosslinked microspheres bearing carboxyl groups via dispersion copolymerization[J].Colloid Surface A,2005,253:217221.[40] Yang W L Yang D,Hu J H,Wang C C,et al.J Polym Sci Polym Chem,2001,39:555561.[41] Hattori M,Sudol E D,E1Aasser M S.Highly crosslinked polymer particles by dispersion polymerization[J].J Appl Polym Sci,1993,50:20272034.[42] Zhang H T,Huang J K Jiang B B.Kinetics of polymerization and particle stabilization mechanism on dispersion copolymerization of styrene and divinylbenzene[J].J Appl Polym Sci,2002,85:22302238.[43] Kim J W,Suh K D.Highly monodisperse crosslinked polystyrene microparticles by dispersion polymerization[J].Colloid Polym Sci,1998,276:870878.[44] Ryu J H,Kim J W,Suh K D.Monodisperse micron sized crosslinked polystyrene particles.IV.Effect of network structure on polymerization procedure[J].Colloid Polym Sci,1999,277:12051209.[45] Kim J W,Kim B S,Suh K D.Monodisperse micronsized cross—linked polystyrene particles.VI.Understanding of nucleated particle formation and particle growth[J].Colloid Polym Sci,2000,278:591594.[46] Kim J W,Lee C H,Jun J B,et al.Monodisperse micron—sized crosslinked polystyrene particles.VII.Importance of monomerdiffusible surface characteristics of growing particles[J].Colloid Surface A,2001,194:5764.[47] Thomson B,Rudin A,Lajoie G.Dispersion copolymerization of styrene and divinylbenzene II:Effect of crosslinker on particle morphology[J].J Appl Polym Sci,1996,59:20092028.[48] Thomson B,Rudin Lajoie G.Dispersion copolymerization of styrene and divinylbenzene:Synthesis of monodisperse,uniformly crosslinked particles[J].J Polym Sci Polym Chem,1995,33:345357.[49] Naka Y,Yamamoto Y.Preparation of microspheres by radiationinduced polymerization.II.Mechanism of microsphere growth[J].J Polym Sci Polym Chem,1992,30:12871298.[50] Choi J,Kwak S Y,Kang S,Lee S S,et al.Synthesis of highly crosslinked monodisperse polymer particles effect of reaction parameters on the size and size distribution[J].J Polym Sci Polym Chem,2002,40:43684377.[51] Shim S E,Yang S,Choi H H,et al.Fully crosslinked poly(styreneco—divinylbenzene)microspheres by precipitati。根據最近文獻的調查,通過種子溶脹法是制備大粒徑聚苯乙烯微球的最佳方法,在理論研究和實際應用上有很大作用,希望種子溶脹法制備交聯大粒徑的聚苯乙烯微球的研究能盡快實現技術應用。(6)計算公式如:(21)、(22)、(23)、(24)。 單體濃度對聚苯乙烯微球的平均粒徑及偏差的影響(1)、(2)、。在隨后的升溫聚合反應中,被溶解下來的聚苯乙烯鏈段不容易被大的微球所吸附,相對更容易發(fā)生聚合并而產生新的顆粒,從而使聚合物微球的粒徑分布變寬,平均粒徑變大。(3)研究同一種溶脹劑在不同溶脹時間下對粒徑的影響,配置1,2二氯乙烷5wt%的十二烷基硫酸鈉為2wt%的水溶液50mL,同樣配置四分放置于夾套反應器中,調整好反應溫度35℃。聚合反應在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器的三口燒瓶中進行。 實驗部分 原料及試劑表21主要原料及規(guī)格名稱用途規(guī)格來源1,2二氯乙烷溶脹劑分析純天津市登科化學試劑有限公司苯乙烯反應單體分析純天津市登科化學試劑有限公司二乙烯基苯交聯劑分析純上海市晶純試劑有限公司十二烷基硫酸鈉反應介質分析純天津市科密歐化學試劑有限公司亞硝酸鈉阻聚劑分析純洛陽市化學試劑廠聚乙烯醇反應介質分析純天津市威晨化學試劑科貿有限公司過氧化苯甲酰引發(fā)劑化學純天津市科密歐化學試劑有限公司己二酸二辛酯溶脹劑分析純國藥集團化學試劑有限公司聚乙烯基吡咯烷酮分散穩(wěn)定劑分析純上海華碩精細化學品有限公司注:1.苯乙烯經減壓蒸餾除去阻聚劑后使用; 種子溶脹所需要的裝置 表22實驗裝置儀器一覽表名稱 規(guī)格型號 生產廠家自動雙重蒸餾水器 BSZ2 上海博通儀器循環(huán)水式多用真空泵 SHZ95B型 鞏義市予華儀器有限責任公司升降恒溫水浴鍋 RE201D型 鞏義市瑞德儀器設備有限公司超級恒溫水浴 SG4052 上海碩光電子科技有限公司四聯磁力加熱攪拌器 HJ4型 金壇市科興儀器廠數顯鼓風干燥箱 GZX9070MBE 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠臺式高速離心機 TG16WS 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司超聲波清洗器 KQ300E 昆山市超聲儀器有限公司電子天平 EL204 梅特勒托利多儀器有限公司玻璃儀器氣流烘干器 KQC 鞏義市予華儀器有限責任公司夾套反應器 定制光學顯微鏡 XPE500C 上海長方光學儀器有限公司索愛手機 XP8 日本索尼公司(1)苯乙烯的提純,由于瓶裝的苯乙烯中有阻聚劑苯酚,所以可以采用質量分數為5%NaOH溶液,在梨形漏斗中與苯乙烯混合,再利用苯乙烯和NaOH反應后的溶液密度不同進行分層,如圖21所示 圖21梨形分液漏斗(2)用配置好的質量分數為5%NaOH溶液,在梨形漏斗中對苯乙烯提純,在梨形漏斗中先倒入適量要提純的苯乙烯,然后再倒入一定量的的NaOH溶液,要保證留有一定空間用來震蕩,(3)溶液倒入梨形漏斗中后,密封好開口,一只手握著上面的開口處,另一只手握著下面的分液口,上下充分震蕩,然后放在分頁裝置上等待靜止分液后,倒出下面的液體,然后再加入適量的NaOH溶液,按上述步驟重復三次。Song等[94]采用“兩階段分散聚合法”制備了粒徑可控的單分散交聯型聚苯乙烯微球,即在成核階段結束后(如1h后)一次性加入交聯劑或連續(xù)滴加超過12 h。Hattori[41]等在交聯劑二乙烯基苯(DVB)濃度大于40%時制備了相對比較穩(wěn)定的交聯聚苯乙烯微球,Lu[20]等也制備了穩(wěn)定的聚二乙烯基苯微球,但是他們均未制得單分散性良好的交聯聚苯乙烯微球。蒸餾沉淀聚合是一種最近幾年新開發(fā)的制備單分散高交聯度聚合物微球的聚合方法。 立題依據單分散微米級聚合物微球在標準計量、分析化學、信息存貯、生物醫(yī)藥及凝聚態(tài)物理的模型研究等領域有廣泛的應用,尤其近年來在電子元件的導電互連方面獲得了長足的發(fā)展。單分散聚合物微球還可作液晶片之間的間隙保持劑,將其施加在晶片間,可準確控制和保持間距,這樣就大大提高了液晶顯示的清晰度[84]。方案2:表明微球復合物的形成受一定酸度的限制。Yoshimatsu等[61]明通過沉淀聚合法制備了分子印跡的納米/微米級聚合物微球,并可有效控制微球的粒徑使之適合于不同方面的應用。這種方法最大的特點是體系中不加任何乳化劑和穩(wěn)定劑,通過對反應體系簡單的搖動加熱,聚合物微球以沉淀的形式生成[48]。有研究發(fā)現,當二乙烯基苯的用量4%時,粒子增長的主要方式是粒子吸收單體到微球內部聚合,同時粒子對低聚物的捕捉對粒子增長也有一定的貢獻[41]。用此模型計算的理論轉化率時間曲線和粒子尺寸與實驗值能較好地符合。由于水的存在,增加了混合介質的極性,粒子捕捉