悬浮聚合法合成纳米级单分散交联聚苯乙烯微球.pdfVIP

维普资讯 石 油 化 工 - 560 · PETROCHEMICALTECHNOIOGY 2004年第 33卷第 6期 o ．／ (-， 一 i石油化工新材料 i ／》 ，。 ， 悬浮聚合法合成纳米级单分散交联聚苯 乙烯微球 李 红 ，关燕霞 ，薛新 民 ，郭 荣 ，黄承亚。 (1．广东工业大学 轻化工学院 ，广东 f-)H510080；2．茂名市金 昌发展公司 星海化工厂 ，广东 茂名 525000； 3．华南理工大学 材料学院，广东 广州 510641) [摘要]以玉米淀粉 ／水为分散介质，不添加任何稳定剂，用悬浮聚合法成功地合成了纳米级单分散交联聚苯乙烯微 球 。考察了淀粉、苯乙烯 、二乙烯基苯和偶氮二异丁腈用量对交联聚苯乙烯微球粒径大小及分布的影响。实验表明 ， 最佳的聚合条件为玉米淀粉与水的质量比0．03～0．05，苯乙烯质量分数 3．5％～7．0％，二乙烯苯质量分数 1％，偶氮 二异丁腈质量分数 1％，反应温度 85℃ ，反应时间 13h。在此条件下制备的交联聚苯乙烯微球粒径 为 110～125nm， 分散系数为 0．03～0．04。SEM 照片表明 ，该方法合成的纳米微球形状好、表面无杂质 。 [关键词]悬浮聚合；玉米淀粉 ／水分散介质 ；交联聚苯乙烯微球 ；纳米级 [文章编号]1000 8144(2004)06 0560—03 [中图分类号]TQ316．335 [文献标识码]A 交联聚苯 乙烯微球 由于其 比表面积大、吸附性 素。此微球为今后作为固载体或材料的添加剂打下 强、力学性能好 、反应性强 、表面活性大 以及可 回收 了基础 。由于本方法无需大量 的有机溶剂 ，对环境 等特点，在固相有机合成 、生物医用、高分子吸附、固 无污染且后处理简单，因此具有很好的应用价值。 载催化剂等方面有着广泛的应用前景 J。聚苯乙 1 实验部分 烯微球的传统合成方法有乳液聚合法和悬浮聚合 法 |3，4J。乳液聚合法只能制备粒径小于 0．5 m 的 1．1 原料与试剂 微球 ；悬浮聚合法制备 的聚合物微球虽然粒径在 苯 乙烯(st)：用 10％NaOH洗涤 ，再用蒸馏水洗 100～1000 ITI之间，但却是多分散性的，即使经过 至中性，以除去阻聚剂；二乙烯苯 (DVB)：精制方法 多次的筛分也难 以获得单分散 的微球 。20世纪 70 同苯 乙烯 ；偶氮二异丁腈 (AIBN)：经重结晶处理 ；玉 年代发展起来的分散聚合法 |5可 以制备粒径为 1～ 米淀粉 ：市售 ；95％乙醇 。 100 1TI、具有单分散性的聚合物微球，但分散聚合 1．2 交联聚苯 乙烯微球 的制备 的反应介质需用大量的有机溶剂如乙醇等 ，还需要 在带有搅拌 的250mL三 口烧瓶 中，在 N2气氛 加入稳定剂如聚乙烯吡咯烷酮 ’6，等，所用试剂不 下加入一定配比的玉米淀粉 ／水溶液 ，至于85℃的 仅影响聚合产物的纯度，且给后处理也带来困难 。 恒温水浴锅中边搅拌边升温，使玉米淀粉糊化 ，再加 在传统的悬浮聚合 中，大多采用水溶性高分子 入单体 St、交联剂 DVB、引发剂 AIBN，控制一定的 的分散剂如聚乙烯醇 、聚丙烯酸 的盐类 等。高分 搅拌速率 ，反应 13h。用酸水解乳液中的糊化淀粉 子分散剂的作用机理主要是吸附在液滴表面，形成 后用超速离心机分离，下层微球用 95％乙醇洗涤 以 一 层保护膜，起着保护胶体的作用。在高速搅拌下 除去未反