单分散PSSiO2纳米复合微球的制备与表征.pdf

第3期 高分子学报 No．3 2009年3月 ACTA Mar．，2009 POLYMERICASINICA ·研究简报- 单分散PS／Si02纳米复合微球的制备与表征。 邹 华 吴石山“ 沈 健 (南京大学化学化工学院南京210093) 摘要采用一种简单和低成本的方法制备单分散si02包覆聚苯乙烯(PS)(PS／SiO：)核-壳趔纳米复合微球． 首先在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下制备了Ps纳米微球，然后在NILOH／醇溶液中通过溶胶一凝胶过程在 PS微球表面包覆SiO，．PS纳米微球的制备在水介质中进行，无需使用共单体，使用的是常用的过硫酸钾自由 基引发剂；包覆处理前不用进行溶剂交换或离心处理．研究了PVP，NILOH和原硅酸乙酯(TEOS)的用量对PSI SiO：纳米复合微球尺寸和形态的影响．随着PVP用量增加，Ps微球变小，因此得到较小的PS／Si02纳米复合微 球；NILOH用量对SiO：包覆层的厚度没有影响，但对SiO：包覆层的表面形态有影响，随着NH40H用量增加包 覆层表面变得粗糙；随着TEOS溶液用量增加，生成的si02增加，其包覆层的厚度增加． 关键词PS／Si02纳米复合微球，聚乙烯吡咯烷酮，核．壳微球 近年来，纳米到微米级的有机／无机复合粒子 粒子的通用方法．PVP先被吸附到不同的胶体粒 已经成为化学和材料科学中广泛研究的主题．按 子如带正电或带负电的PS粒子表面，然后转移到 照前体粒子的不同，这一类有机，无机复合粒子可 氨的乙醇溶液包覆上不同厚度的平滑且均一的 以分为有机核．无机壳体系或者无机核．有机壳体 SiO：壳． 系．聚合物包覆无机粒子和无机物包覆聚合物都 本论文采用一种简单的和低成本的方法制备 可以用于改变前体粒子的性质并得到具有特定结 单分散SiO：包覆Ps纳米复合微球．该聚合方法 构和形态的复合粒子¨卫1．相当多的工作开展无机 与Margel等㈨和wu等池∞’描述的有重要差别． 物包覆聚合物粒子的研究，其基本方法有3种，溶 Margel等在醇介质中聚合得到较大的Ps微球． 胶．凝胶纳米包覆b“6。、杂凝聚L17,la]和层层自组 wu等在富醇介质中进行了聚合反应并使用了共 装u引法．其中溶胶．凝胶法最有吸引力Ⅲ]．在溶胶 单体，或者在水中但要使用自由基引发剂偶氮二 ．凝胶法所形成的包覆材料中，sio’是报道最多的 异丁脒二盐酸盐(AIBA)．本文的聚合反应在水介 无机物怛¨．溶胶．凝胶纳米包覆要求在无机物和聚 质中进行，并具有如下优点．无需使用共单体，使 合物表面之间具有显著的化学亲合力．Margel用便宜的阴离子型引发剂过硫酸钾(K：s20。)而不 等D3报道了SiO：纳米粒子包覆到单分散Ps粒子 是昂贵的阳离子型AIBA引发剂．此外，在包覆处 表面，而Ps粒子是在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的存 理前不用进行溶剂交换或离心处理． 在下在乙醇中通过分散聚合制备的．Bourgeat—Lanai1原料 等旧一1使用3．甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷 (MPS)作为功能性共单体在乳液聚合中制备了表购自中国医药集团上海化学试剂公司．聚合前St 面带有硅醇基团的改性聚苯乙烯(PS)粒子．该官用10wt％的NaOH水溶液处理而除去阻聚剂，再 能团能够造成SiO：的包覆而没有二次成核．Xia进行减压蒸馏．无水乙醇和氨水溶液(25wt％)产 等¨¨使用一种修正的St8ber法在单分散Ps粒子自南京化学试剂有限公司．过硫酸钾(K2s20。)产 表面包覆上SiO，壳，关键在于选择Ps粒子端基白天津化学试剂有限公司，使用前经重结晶处理．