微米级单分散聚苯乙烯微球的制备及其自组装硕士论

《微米级单分散聚苯乙烯微球的制备及其自组装硕士论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、硕士学位论文微米级单分散聚苯乙烯微球的制备及其自组装PREPARATIONOFMONODISPERSEMICRON-SIZEDPPLYSTYRENEMICROSPHERESANDITSSELF-ASSEMBLY邢麒麟哈尔滨工业大学2012年6月国内图书分类号：学校代码：10213国际图书分类号：密级：公开工学硕士学位论文微米级单分散聚苯乙烯微球的制备及其自组装硕士研究生：邢麒麟0师：赵九蓬教授申请学位：工学硕士0科：化学工程与技术所在单位：化工学院答辩日期：2012年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学C

2、lassifiedIndex:U.D.C:DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONOFMONODISPERSEMICRON-SIZEDPPLYSTYRENEMICROSPHERESANDITSSELF-ASSEMBLYCandidate：XingQilinSupervisor：Prof.ZhaoJiupengAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeofEngineeringSpeciality：Che

3、micalEngineering&TechnologyAffiliation：SchoolofChemicalEngineering&TechnologyDateofDefence：June,2012Degree-Conferring-HarbinInstituteofTechnologyInstitution：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文0要聚苯乙烯（PS）微球是一种典型的高分子材料，单分散的PS微球通过自组装排布形成有序的周期性结构即为胶体晶体。粒径为微米级的PS组成的胶体晶体对光的布拉格衍射发

4、生在红外波段，扩宽了光子晶体在太阳能电池、热防护、光子计算机等方面应用，因此，其发展前景十分广阔。本文主要采用了分散聚合法制备单分散的、粒径为微米级的聚苯乙烯微球，并采用三种不同的方法对其进行了自组装。本文采用改进的无皂乳液法和分散聚合法这两种方法合成PS微球，改进无皂乳液聚合法，在向水溶液体系引入了外加电解质后，得到的微球分散性较差；相比之下，采用分散聚合法则可以得到单分散的PS微球，且粒径达微米级。对于分散聚合法主要研究了单体加入方式、溶剂极性，单体、引发剂及分散剂的用量等这些主要的影响因素对PS

5、微球粒径大小及分布的影响，分别对其作了讨论和分析，得出了各个因素对粒径影响的规律及最佳条件和范围：采用一次性加入单体的方式，PS微球的粒径，随着溶剂极性的增大而变小且分布变窄，乙醇/水体积比控制在90/10至75/25之间最适；粒径随着单体（St）增多而增大且分布变 宽，St加入量为7.4vol%-13vol%为宜；随引发剂（AIBN）的增多，PS粒径变大，分布略变宽，AIBN相对用量为0.5%-3.5%最适；随分散剂（PVP）的增加粒径减小，分布呈先变窄再略变宽的趋势，PVP浓度在0.9%-1.3%

6、范围内制得的PS粒径大小及分布最为适当。此外，还对反应过程中PS粒径长大的情况进行了监测。针对制备出的微米级PS微球，采用了重力沉降法、微液滴自组装法和垂直沉积法这三种方法对其进行自组装。对每种方法的影响因素分别做了对比和分析，利用金相显微镜和扫描电镜对其模板形貌进行表征。其中，酸度和温度对重力沉降法影响较为明显；溶剂、酸度、添加剂、外加超声是微液滴自组装法的主要影响因素；生长温度、酸度、添加剂则是垂直沉积法的最主要影响因素。综合比较后，得出了微液滴自组装法和垂直沉积法最适合微米级单分散PS微球的胶体

7、晶体自组装的结论。关键词：聚苯乙烯微球；单分散；微米级；自组装；胶体晶体-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractPolystyrene(PS)microspheresaretypcialpolymermaterials.Throughtheirself-assembly,monodispersePSmicrospherescanbemadeupintoperiodicstructure,whichnamedcolloidalcrystal.PScolloidalcrystalwithmic

8、ron-sizecantakeplacewithBraggdiffractionintheinfraredwaveband,whichextendapplicationsofphotoniccrystalinsolarcell,photoniccomputer.Therefore,PSmicrosphereshaveafabulousfuture.Inthisartical,monodispersemicron-sizedpolystyrenemicro