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这个课题的主要目的是通过超浓乳液聚合的方法制备具有疏水核/亲水壳的双亲性胶体粒子。核的主要组成成分是聚苯乙烯(PS),壳的主要组成成分是聚丙烯酰胺(PAM)。 这种核壳粒子的主要特点是核壳聚合物间没有共聚物过渡层,仅仅是嵌套在一起,从而最大限度地保持了二者的特性及粒子的双亲性。更重要的是,通过控制条件,可以获得网孔形态的壳层(图2)。壳层孔的存在使得粒子具有双亲性:亲水性的壳层使得这种粒子对水有亲和力;壳层孔的存在使得疏水性的核能够与外界接触,从而使粒子对有机溶剂也有亲和力。这种双亲性体现在粒子具有相应的吸水率和吸油率。 在本实验中,双亲性核壳粒子的制备是分开的两步。首先,用超浓乳液聚合的方法,制备出疏水性聚苯乙烯核:将苯乙烯、二乙苯、过氧化羟基异丙苯(CHPO)、乙苯、偶氮二异丁腈(AIBN)混合均匀作为分散相,水作为连续相,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,配成超浓乳液,加热聚合,使苯乙烯转化率达到100%,得到乙苯溶胀的聚苯乙烯胶体粒子(图1)。然后,在聚苯乙烯胶体粒子表面包覆聚丙烯酰胺壳:取一定量的聚苯乙烯胶体粒子作为分散相,丙烯酰胺(AM)、N,N’—亚甲基双丙烯酰胺(DAM)、硫酸亚铁(FS)的水溶液作为连续相。核粒子表面层的CHPO首先与FS反应,产生自由基,引发AM聚合。生成的聚丙烯酰胺在交联和缠结的共同作用下,粘附在核的表面形成壳层(图2、3)。 研究发现,丙烯酰胺聚合的温度、反应时间、引发剂的用量、丙烯酰胺的用量及其交联剂DAM的用量对壳层的形态都有着显著的影响。北京化工大学硕士学位论文 这种双亲性核壳粒子的亲油性是壳层的网孔形态决定的。壳层孔的存在使得疏水性聚苯乙烯核可以与外界接触。同时,有机溶剂(例如柴油)也可以通过孔进入粒子内部,从而使粒子具有一定的吸油率。由于壳层是由亲水性的聚丙烯酞胺构成的,粒子对水也有亲和力。显然,壳层越厚,吸水率越高,吸油率越低。所以,粒子的吸水吸油率既可以表征粒子的双亲性,也可以印证壳层的形态。其次,扫描电镜、红外、溶礼悬浮测试也是有效的定量表征手段。 这种双亲粒子可被广泛应用于药物缓释及催化剂载体等领域。譬如药物传递与释放:我们知道,细胞膜是疏水性的,细胞核是亲水性的,兼具疏水性和亲水性的载体粒子可以顺利地通过细胞膜,进入细胞内部释放出药物分子。 超浓乳液聚合是九十年代发展起来的新技术,现己广泛应用于制备互穿聚合物网络、自增容合金、分离膜。但对于超浓乳液聚合的机理,迄今为止,没有进行过系统的研究。在总结前人研究的基础上,论文的第五部分对户dBN引发的苯乙烯超浓乳液聚合的机理做一些初步的探讨,得出了一些经验性的规律。关键词:超浓乳液,胶体粒子,核壳,双亲性