【正文】 在論文即將完成之際，謹向王老師致以崇高的敬意和深深地感謝！感謝小組同學***、**、***等同學還有**師兄在實驗中給予的協(xié)助和生活上的幫助！感謝四年來所有教導和幫助過我的老師，感謝所有與我一起度過四年大學生活的同學們，因為他們使我的大學生活留下了許多美好的回憶，為我的大學畫上了一個完滿的句號！最后，還要感謝我的父母，感謝他們一直以來對我生活的關懷和疼愛、求學途中的理解和支持，他們寄予我的殷切期望，成為我勤奮學習、刻苦努力的精神動力源泉。在我的畢業(yè)設計實驗中，他在各個方面都給予了我無微不至的關懷，導師淵博的知識，開闊的學術思維，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，寬以待人的胸襟，忘我的敬業(yè)精神，勤勉的工作作風，所有這些都將使我終生受益。同時未對超聲分散的方法所得結果深入分析，這也是今后重要的研究方向。本論文沒給出的2050nm的單分散聚苯乙烯微球的最佳聚合條件，所以這方面有待于進一步研究，具體為單體的濃度，乳化劑的用量，引發(fā)劑的用量。 展望納米級單分散聚合物微球已應用到許多科學技術領域，如在掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、激光散射粒度儀等儀器的精確測量中可以作為粒度標準物質，在光子晶體制備中作為膠粒晶體自組裝的原料，并且在合成大孔分子篩以及作為微膠囊制備中的模板等方面有重要作用。4. 超聲時間延長，微球的粒徑增大，粒徑分布增大。2. 單體濃度增加，微球的粒徑增大，粒徑分布增大。第4章 結論與展望為實現(xiàn)粒度在2050nm范圍內小粒度PS微球的制備，本論文在對乳液聚合法工藝過程研究的基礎上，對影響PS微球粒度的主要因素乳化劑濃度、單體濃度、溫度等因素進行了系統(tǒng)研究，同時引入超聲分散的手段來降低成核前增溶膠束的尺度的方法，考察了超聲時間的影響。 小結根據上述PS微球制備工藝條件的調控，制備出了粒徑大小在2050nm的單分散PS微球，同時得出各種因素對PS微球粒徑的影響。 超聲時間對粒徑大小的影響表36超聲時間對平均粒徑的影響Table 36 The ultrasonic time on the average particle size編號T∕℃mm/gme/gmi/gmw/gt/minPDI138056514805610 從表36可以看出乳化劑和單體的超聲時間對PS微球平均粒徑的影響。在此階段絕大部分單體貯存于單體珠滴中，固單體加入量對成核影響不大，乳膠粒數(shù)目幾乎不發(fā)生變化。微球粒徑隨單體用量增加而增大，粒徑分布變寬。所以會出現(xiàn)上述結論。由于反應性乳化劑參與反應，其濃度有不斷減小趨勢，最終乳液中的乳化劑起理想乳化劑的量可能趨近恒值，所以當反應性乳化劑濃度增大時，其粒徑仍可能減小、分布變窄。這樣，一定量的單體在更多的乳膠粒內聚合，因此產物的粒徑隨著乳化劑濃度的增加而減小。乳液聚合法制備PS微球的粒徑能否在納米粒子范圍內，關鍵取決于乳化劑的用量。微球粒徑先是隨乳化劑濃度提高而減小，粒徑分布變寬。 乳化劑用量對粒徑大小的影響及結果分析表34乳化劑對平均粒徑的影響Table 34 The impact of emulsifier on the average particle size編號T∕℃mm/gme/gmi/gmw/gd/nmPDI4805658056680567805688056圖34乳化劑對平均粒徑的影響Figure 34 The impact of emulsifier on the average particle size、。另外，在實驗中還發(fā)現(xiàn)，如果反應前預先攪拌一段時間，乳化劑能充分分散，膠束直徑均勻，增溶單體量一致，所得微球的粒徑會更加均勻。在乳液聚合反應過程中，按照Harkins的理論，苯乙烯乳液聚合的主要場所在增溶膠束內。同時可得出溫度的高低對PS微球平均粒徑的影響，即微球的平均粒徑隨溫度的升高而降低。 mi: the quality of initiator。 me: the quality of emulsifier 。以下使用的變量符號與表33使用的變量符號意義相同。 溫度對粒徑大小的影響及結果分析溫度的高低對粒徑大小有影響，具體實驗數(shù)據如下：表33溫度對平均粒徑的影響Table 33 The impact of temperature on the average particle size編號T∕℃mm/gme/gmi/gmw/gD/nmPDI170562755638056 注：mm:單體的質量；me:乳化劑的質量；mi:引發(fā)劑的質量；D:聚苯乙烯微球的平均粒徑。測試步驟為：將約1mL的PS微球懸浮液樣品倒入樣品池中，在超聲波清洗器中分散約1min，然后將樣品池放入激光粒度儀中測量。實驗現(xiàn)象：剛加入引發(fā)劑時，乳液仍為半透明，過一段時間，乳液變?yōu)槿榘咨?，最終為呈現(xiàn)淺藍色的微球懸浮液。（4） 加入單體苯乙烯，攪拌一小時。（2） 根據實驗方案用電子天平依次稱量反應介質（水）、乳化劑（苯乙烯磺酸鈉）、引發(fā)劑（過硫酸鉀）、單體（苯乙烯）。 C: Received bottle。Figure32 The device for preparation of polystyrene microspheres.A: Reactor Jacket。 聚苯乙烯微球的制備圖32聚苯乙烯微球的制備裝置圖。（6）減壓蒸餾完畢，首先關閉調速開關及調溫開關，按壓壓桿,使主機上升，然后關閉真空泵，并打開冷凝器上方的放空閥，使之與大氣相通。（4） ，依次開冷凝水，水浴鍋，旋轉電源，并調節(jié)旋轉按鈕至合適的轉速。單體的具體處理步驟：（1）用質量百分數(shù)為5%的NaOH溶液在分液漏斗內洗滌三次，充分去除阻聚劑；（2）按照圖31所示安裝好旋轉蒸發(fā)儀。圖31 旋轉蒸發(fā)儀裝置圖，（1）循環(huán)水真空泵，（2）旋轉蒸發(fā)儀Figure 31 The device for Rotary Evaporator，（1）Circulating waterpumps,（2） Rotary Evaporator用堿溶液洗后的單體含有少量水分，無機鹽和其他雜質，必須進行蒸餾。實驗中購買的單體中的阻聚劑為叔丁基對苯二酚，能與氫氧化鈉反應生成可溶于水的鈉鹽。第3章 實驗部分 試劑及儀器 試劑實驗中使用的試劑如表31所示：表31試劑Table 31 Experimental reagents試劑名稱純度廠家苯乙烯（St）分析純成都市科龍化工試劑廠乙醇（無水乙醇分析純洛陽市化工試劑廠苯乙烯磺酸鈉分析純淄博星聯(lián)化學有限公司過硫酸鉀（KPS）分析純天津市鑫鉑特化工有限公司二次蒸餾水實驗室自制NaOH…….……… 儀器實驗中使用的儀器如表22所示：表32儀器與設備Table 32 Experimental instruments名稱型號廠家超級恒溫水浴SG4052上海碩光電子科技有限公司雙向磁力加熱攪拌器792常州市華普達教學儀器有限公司電子天平FAN/JAN上海民橋精密科學儀器有限公司數(shù)顯鼓風干燥箱GZX9070 MBE上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠掃描電子顯微鏡JEOLJSM6390/LV日本電子公司旋轉蒸發(fā)儀R1001鄭州長城科工貿有限公司超聲波清洗器KQ300E昆山市超聲儀器有限公司循環(huán)式真空泵SHBⅢ北京中興偉業(yè)儀器有限公司馬爾文激光粒度儀Zetasizer Nano ZS英國馬爾文儀器有限公司 實驗過程 單體的處理單體在使用前必須進行處理，這是因為為了防止單體在存儲過程中發(fā)生自聚，單體在出廠前必須加入阻聚劑。研究目的在于探索開發(fā)出制備20~50nm的聚苯乙烯(PS)膠體微球的最佳方法，同時探討單體濃度，乳化劑用量，溫度等工藝條件對PS微球的粒度及單分散性的影響。它對于作為粒度標準物質及制備膠粒晶體的原料等有重要意義。由于單分散膠體顆粒的組成、大小和形狀的可控，單分散膠體顆粒在理論模型、各種功能材料的開發(fā)具有廣闊的應用前景，已越來越引起人們的關注．膠體粒子和高分子的有序組裝及其應用研究涉熵力、毛細管力、范德華力、重力、靜電力、化學鍵力等，過程復雜．通過物化性能容易表征的單分散膠體顆粒作為模型，可以對上述復雜過程進行深入定量研究．專家預測，在不遠的將來，將會形成一個名為“膠體工程”的新學科，許多基于膠體顆粒的多功能先進材料將被生產出來。膠晶模板法以單分散膠體顆粒經自組裝后形成的膠態(tài)晶體為模板，操作簡便、快捷，孔排列高度有序，孔徑大小可調，可制得孔徑在幾納米至幾微米范圍內的多孔材料，該法最大特點在于其最終材料的前驅液無需預處理，可制得氧化物、無機陶瓷材料及復臺材料等多類材料以滿足市場的需要，因此該法也成為目前有序多孔材料的最常用制備方法之一。根據模板類型，可分為表面活性劑模板法、嵌段共聚物模板法、有機小分子模板法、乳液模板法以及膠晶模板法等。有序多孔材料在光電子、新型催化劑、生物醫(yī)用等領域受到極大關注。通常，使用單分散的PS膠體顆粒的有序組裝來制備出三維PS膠粒晶體。作為一類新型三維有序亞微米材料，PS膠粒晶體在許多領域都有潛在的用途。它廣闊的應用前景使光子晶體成為當今應用物理和材料科學領域的一個研究熱點，得到了蓬勃的發(fā)展。膠粒晶體的主要用途之一是用于制備膠體型光子晶體；光子晶體是指具有光子帶隙（Bandgap）結構的一類新材料，可有效地控制光子的傳播，是全光集成回路器件的基礎[22]。而隨著納米科技的發(fā)展，標準化和許多研究領域都需要更多規(guī)格的亞微米／納米級粒度標準物質，亞微米／納米級粒度標準物質要求均勻、穩(wěn)定、有極高的單分散度，與微米級粒度標準物質相比，亞微米