荧光染色法研究聚合物微胶囊形成的动态过程

本项目拟采用原位实时观察并结合动力学、热力学分析手段，研究以聚合物为壳材的微胶囊形成机理。选用几种典型的微胶囊制备方法，将聚合物壳材与芯材分别用不同荧光染料染色，通过共聚焦显微镜原位观察微胶囊形成过程，对所得图像进行三维重建，再现微胶囊形成过程中的形貌演变，并结合热力学、动力学分析，建立以聚合物为壳材微胶囊的形成模型。系统研究微胶囊形成过程中多因素对微胶囊形貌的影响，建立包括聚合物相粘度、界面张力、外场作用、制备时间等多因素对微胶囊形貌的影响规律，并结合已建立的微胶囊形成模型，通过对微胶囊制备过程中的多种影响因素进行调控，实现形貌可控的微胶囊制备。本项目研究将为微胶囊形成机理的探索以及得到形貌可控的微胶囊的制备工艺提供新的思路，并为微胶囊的开发应用奠定一定的理论基础。

本课题通过荧光共聚焦显微镜和扫描电镜对聚合诱导相分离体系前期微胶囊的形貌变化进行了实时观测，通过共聚焦的三维图形观察到了微胶囊壳层的形貌变化通过红外和力学分析对形成机制进行了研究。突破了以往通过反应结果逆推形成机理的局限，通过对微胶囊形成过程中不同阶段的直接观察进行力学分析，获得了微胶囊从在赤道处均匀分布的多点，到形成赤道处圆环，到半球壳包覆，到带有小洞的微球，最终形成完整包覆的图像，并对包覆过程进行了力学分析，预测了微胶囊相分离的过程，并能与实验结果和文献报道相一致。.在溶剂挥发相分离体系中通过改变壳材分子量的方式获得了异形的微胶囊，佐证了动力学因素对微胶囊形貌的影响。并利用水热法在较高温度下获得了微胶囊，并与聚合诱导相分离法得到的微胶囊进行了比较，分析动力学的影响。.采用界面聚合法和原位聚合法制备了聚合物微胶囊，选择合适的制备条件，得到了形貌规整、性能优良的微胶囊。对微胶囊形成过程中的形貌变化进行观察，研究得到其形成机理。.