微乳液聚合成多孔聚合物块体及多孔聚合物微球的研究.pdfVIP

Synthesis of Porous Polymer Monoliths and Porous Polymer Microspheres by Microemulsion Polymerization Major ：Polymer Chemistry and Physics Direction of Study ：Polymer Composites Graduate Student ：Zhao Qiyuan Supervisor：Prof. Zhang Fa-ai College of Materials Science and Engineering Guilin University of Technology September, 2012 to April, 2014 万方数据 万方数据 摘要 微乳液是热力学稳定、各向同性的、由油、水、乳化剂和助乳化剂构成的、 尺寸为纳米级的分散体系，常用来合成各种聚合物。多孔材料由于具有大的比表 面积、吸附容量以及许多特殊的功能，在吸附、催化等领域有着重要的作用。但 是微乳液方法制备多孔材料的报道较少。为了利用微乳液聚合制备性能不同的多 孔聚合物，本文首先进行了苯乙烯微乳液聚合的正交试验研究、然后采用微乳液 聚合制备了多孔聚合物块体，利用微乳液种子在单体苯乙烯、二乙烯基苯中溶胀 后悬浮聚合得到多孔聚合物微球，通过扫面电镜、电子万能试验机、氮气吸附等 方法对样品进行表征，研究了不同反应条件对微乳液聚合、多孔聚合物块体及多 孔聚合物微球性能的影响，结果如下： 1. 微乳液聚合时，固含量超过 43%后单体转化率提高不多，但是对微乳液 粒径、粘度、凝聚率等性能有明显的影响。乳化剂用量提高能很明显地减小微乳 液的粒径，降低微乳液聚合凝聚率，提高聚合温度可以增加微乳液的转化率，但 同时提高了微乳液的凝聚率，聚合温度在65℃比较合适。 2. 由偶氮二异丁腈引发苯乙烯/SDS/正戊醇体系微乳液在 65℃下聚合制备 多孔聚合物块体时反应较为完全，此时所得聚合物块体密度最大，压缩性能较好； 随着反应温度的继续升高，得到的多孔聚合物块体孔径变大，吸附水和甲苯量下 降，同时吸附甲苯量随着时间增加而增加。 3. 直接使用微乳液作为种子，通过悬浮聚合法制备聚合物微球时产率较低， 降低搅拌速度和增加反应时间增加了产率和平均粒径，但是得到的聚合物微球孔 较少，而使用微乳液破乳后的种子未经溶胀直接悬浮聚合得到的微球也是少孔或 无孔，只有破乳后使用单体进行溶胀后，才能得到具有较多空隙、粒径在500 μ m 左右的多孔聚合物微球。随着混合溶胀剂中液体石蜡质量份数的增加，微球平 均粒径下降，吸附甲苯量增加，吸附后在3h 内释放完全。 4. 适当比例的甲苯和液体石蜡配合使用可以得到球型和孔道较好、吸附量 较高的多孔聚合物微球。增加适量的活性溶胀剂邻苯二甲酸二丁酯（DBP ）可以 增加多孔微球的吸液率，继续增加DBP 用量降低了多孔聚合物微球的平均粒径； 而增加种子的用量明显地增加了聚合物微球的粒径，但是也使吸液率有所下降。 关键词：微乳液 多孔聚合物块体 聚合物微球 吸附 I 万方数据 Abstract Microemulsion is made up of oil, water, emulsifier and coemulsifier, whic