单分散纳米粒子的合成及其在结构色隐形眼镜中的应用

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1、THESYNTHESIS0FMONODISPERSENANOPARTICLESFORAPPLICATIONOFSTRUCTURALCoLoREDCoNTACTLENSESAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYPANⅦA0LIUSupervisedbyProf．GUZhong-zeSchoolofChemistryandchemicalengineeringSoutheastUniversity

2、Dec．2013第一章绪论东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：趔韵垄日期：逆!堡!：!生东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档

3、，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布f包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：盔d斑遂导师签名：摘要单分散纳米粒子的合成及其在结构色隐形眼镜中的应用中文摘要自从50年代Vanderhoff等人首次成功制备出单一尺寸的聚合物胶乳以来，聚合物微球一直是研究的一个热门领域。聚合物微球的制备有很多种，无皂乳液聚合是其中最简单的化学制备法。尺寸单一的聚合物微球可以通过

4、有序的组装形成具有结构色光子晶体。这种基于结构色的应用研究越来越广泛。彩色隐形眼镜有促进矫正视力，美化眼睛和治疗眼睛疾病的功能，由于其炫彩的外观目前已成为最受欢迎的时尚美容产品之一，受到越来越多的年轻人追捧。传统的彩色隐形眼镜通常用“激光着色”或“三明治”工艺制成，其厚度、硬度明显大于一般隐形眼镜，很容易造成眼球缺氧干涩。特别是“激光着色”制得的彩色隐形眼镜，由于它是在普通隐形镜片上加镀颜色层，会堵住镜片的部分透气孔，降低镜片的透氧、透气性，而眼球如果长期缺氧干涩，则容易造成角膜感染、溃疡等并发症，倘若色层脱落，

5、对眼睛还会造成更大伤害。这其中的原因之一是当前彩色隐形眼镜的生产工艺根据的是化学色素着色的原理。但目前几乎所有方法也还是基于染料涂层修饰镜片的原理，即使采用新的透染技术也无法规避掉色的潜在风险。即使是市场占有率很高的强生“美瞳”，在本质上也是没有突破。因此，本论文提出了利用光子晶体产生的结构色来替代彩色隐形眼镜中的颜色部分。结构色是不含任何化学颜料，纯物理结构所产生的颜色。其机理是，当可见光入射于该有序结构中时会产生布拉格衍射，某一波段的光会相互叠加得到最大强度反射到眼中。本论文中的结构色的彩色隐形眼镜与传统的彩

6、色隐形眼镜相比有以下几个方面优势：(1)成色机理通过物理的方法，这种物理颜料对眼睛是无害的；(2)本论文中的彩色隐形眼镜的生产工艺比传统的工艺简便、易操作；(3)该镜片中物理方法产生的颜色比化学染料的颜色鲜亮，并且具有不变色和不褪色的优点。基于上述表述，我的论文包括以下内容：(1)根据聚合物微球表面官能团及折射率的分析，通过无皂乳液聚合的方法合成了表面官能团分别为羧基(-coon)、磺酸基(-HS03)及羟基(．OH)的聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸羟乙酯(PMMh)五种聚合物微球，检验其在HEMA溶剂中的分散情

7、况。(2)分析聚合物微球与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)单体溶剂的特性，对已合成的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸羟乙酯聚合物微球表面分别修饰Si02壳层以及MPS分子，检验其在HEMA溶东南大学硕士学位论文剂中的分散情况。(3)依据以上聚合物微球和修饰后的聚合物微球在HEMA溶剂中的分散情况及经过紫外聚合后膜的颜色及透光率情况，从中筛选出能够在HEMA溶剂中呈有序分散且聚合后颜色鲜亮、透光率高的微球，利用这种微球按照一步工艺法制备出结构色彩色隐形眼镜。关键词；纳米粒子；无皂乳液聚合；光子晶体；隐形眼镜AbstractThe

8、synthesisofmonodispersenanoparticlesfortheapplicationofstructuralcoloredcontactlensesSincethe1950SVanderhoffandotherssuccessfulsynthezedasinglesizeofpolymerlatexforthefirsttime，polymermic