双原位细乳液法一步制备聚合物/SiO2纳米复合材料以及杂化粒子的形成机理研究

聚合物/SiO2纳米复合材料综合了聚合物和无机物各自的性能优势，特别是特殊形貌的杂化粒子，不仅体现材料本身的内在性能，而且其新颖的粒子堆积类型，赋予材料更多的应用潜材料，近年来受到国内外学者的广泛研究。针对聚合物/SiO2纳米复合材料在制备过程中存在的问题，本课题提出一种双原位细乳液聚合工艺，将TEOS限制在细乳液单体液滴内，实现SiO2和聚合物同步生长，利用聚合物和TEOS相容性差异和功能单体的化学"桥接"锚固作用，TEOS原位或被挤出液滴在聚合物粒子的壳层生成纳米SiO2粒子，而不会脱落，一步获得SiO2粒子为纳米级分散状态的聚合物/SiO2纳米复合材料。聚合物可以是乙烯基聚合物、聚氨酯或IPN结构的复合物。选择不同的引发体系，分别在单体液滴内、水分散体系中和液滴界面处引发单体聚合，研究不同形貌结构杂化粒子的形成机理，合成形貌可控的杂化粒子，一步实现材料的水性化、复合化和功能化。

单一聚合物材料很难获得优异的综合性能，在应用上存在局限性。高分子杂化材料可提高材料的综合性能，拓展其应用领域。使用水性聚氨酯作为可聚合表面活性剂，采用双原位细乳液法，不同引发剂体系引发聚合，制备出聚合物/SiO2复合微球。结果表明，使用水性聚氨酯表面活性剂所制备的聚合物/SiO2复合微球形貌，不同于传统小分子表面活性剂所制得产物的形貌，并且引发剂类型对聚合物/SiO2复合微球形貌有较大影响；采用双原位细乳液聚合工艺，将疏水改性的磁性纳米粒子(MNP)加入到细乳液反应体系的油相中，利用增长的聚合物和单体TEOS之间的相分离原理，实现了聚合物的生成和TEOS 的水解缩合同步进行，一步获得了磁性SiO2/PSt中空复合微球，形成的磁性中空复合微球通过振动样品磁强计表明具有超顺磁性；采用双原位细乳液工艺和不同引发体系，合成出SiO2/PS-PMMA复合微球，结果表明，引发剂类型对复合微球的形貌和粒径影响很大；采用双原位细乳液聚合工艺制备了SiO2/聚合物中空微球，同时对其表面进行改性应用到聚硫密封剂作为填料。改性过后的复合中空微球使聚硫醚密封剂的触变性和耐热性得到提高；采用细乳化工艺制备了多重乳液，并以其为模板获得了中空微球，研究了药物的包封和释放性能；采用氧化还原引发体系，界面引发细乳液聚合，获得了树莓状纳米复合微球；采用反相细乳化工艺，制备了磁性PVA微球，研究了对水溶性药物的包封和释放性能；采用种子细乳液工艺，制备了Janus型聚合物微球，微球由亲水性的PVA和疏水性的PS构成；以甲基丙烯酸羟乙酯为封端剂合成了聚氨酯预聚体，以其为反应型大分子乳化剂，制备了聚合物微胶囊；以聚合物微球为模板，利用微球上的羧基和腈基对银离子和银粒子的吸引和亲和作用，制备了纳米银/聚合物复合微球，研究了其催化性能；以聚合物微球为牺牲型模板，制备了花状纳米银粒子；用硅烷偶联剂KH-570对纳米SiO2进行表面处理，干燥后预先分散于乙烯基异丁基醚中，再通过原位微悬浮聚合法制备了纳米SiO2/氯醚树脂复合粒子；采用Pickering原位细乳液聚合法先合成出SiO2/PAN中空杂化微球，交联聚丙烯腈(PAN)中空杂化微球是由使用疏水性溶剂作为液体核心，再在碱性条件下水解制备出PAA中空微凝胶；采用逐步加成聚合反应，制备了软段含离子的聚氨酯材料；以IPDI、DMPA和二乙醇胺(DEOA)为原料，合成出