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中空聚合物微球因其壳层聚合物与中空部分的空气之间存在较大的折光指数差,从而具有优异的遮盖性能,可用作遮盖性颜料、抗紫外添加剂和手感改性剂等,广泛地应用于涂料、造纸、皮革、化妆品等行业,同时在微胶囊材料、医药保健等领域也有着广阔的应用前景。鉴于此,本文开展了聚(丙烯酸酯/苯乙烯)中空聚合物微球的合成研究,探讨了渗透溶胀法制备中空聚合物微球的工艺条件,研究了中空聚合物微球的形态影响因素。
第一章主要对国内外中空聚合物微球的研究进展进行了综述和分析。总结了渗透溶胀法、动态溶胀法、w/o/w乳液聚合法、封装非溶剂乳液聚合法、模板法、自组装法等制备中空聚合物微球的各种方法的优缺点。经过分析比较,提出了渗透溶胀法制备中空聚合物微球的研究课题。
第二章主要对核壳乳胶粒子制备的工艺条件进行了实践研究。采用乳液聚合法合成聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)种子乳液,接着以种子乳液聚合制备聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸)羧酸核,然后再在酸核表面包裹壳层聚合物形成聚(苯乙烯)/聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸)核壳胶乳粒子。
考察了羧酸单体、乳化剂、引发剂、种子的用量以及预乳液滴加时间等聚合条件对酸核制备的影响。实现了酸核粒径在120nm~350nm范围内的调控。考察了影响核壳包裹的因素,采用壳层单体和丙烯酸共聚作为过渡层成功地解决了疏水性单体在亲水性酸核上面包裹热力学不稳定的问题,简化了制备工艺。通过电导滴定法研究了疏水壳层单体在亲水羧酸核上的包裹过程,提出了核壳包裹模型。
第三章着重探讨了中空聚合物微球的形态控制因素。应用激光粒度分析仪、透射电镜、反射光测定仪、电导滴定等方法考察了碱处理条件、酸核羧酸的含量、核/壳质量比、壳的组成对中空聚合物微球形态和性能的影响。
第四章则总结了全文的工作。