乳液法制备中空聚合物微球

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1、http://www.hxtb.org化学通报2005年第68卷w013乳液法制备中空聚合物微球*白飞燕方仕江(浙江大学化学工程与生物工程学系化学工程联合国家重点实验室聚合反应工程实验室杭州310027)摘要介绍了最近国内外有关乳液法技术，包括SPG(ShirasuPorousGlass)膜乳化聚合法、W/O/W乳液聚合法和封装非溶剂乳液聚合法制备中空聚合物微球的研究进展，着重分析了上述几种方法的成孔机理及其优缺点，并简单介绍了中空聚合物微球的应用领域。关键词中空聚合物SPG膜乳化法W/O/W乳液聚合法封装非溶剂乳液聚合法PreparationofHol

2、lowPolymerParticlesbyEmulsionPolymerization*BaiFeiyan,FangShijiang(StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,PolymerReactionEngineeringDivision,DepartmentofChemicalandBiochemicalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)AbstractTheprogressinthepreparationofhollowpolymerparticle

3、sbyvariousnovelemulsionpolymerizationtechniquesincludingSPGemulsificationtechnique,W/O/Wandnonsolvent-encapsulatingemulsionpolymerizationwasintroduced.Theapplicationsofhollowpolymerparticleswerebrieflyintroduced,too.KeywordsHollowpolymerparticles,SPGemulsificationtechnique,W/O/We

4、mulsionpolymerization,Nonsolvent-encapsulatingemulsionpolymerization中空聚合物微球是在高分子合成技术进步的基础上进行粒子形态控制的典型产物之一。中空聚合物微球其内部的空腔，可以直接封装气体或小分子物质，如水、烃类等挥发性溶剂以及[1]其它具有特殊功能的化合物。由于空气/聚合物界面处的折光指数的差异和中空结构的特殊性，使得中空聚合物微球具有优良的遮光性能和良好的可形变性，因而也可用作优质的聚合物系遮盖性颜料、抗紫外填料和手感改性剂等，而且材料具有质量轻的特点。目前，中空聚合物微球已广泛地应

5、用于涂料、油漆、造纸、皮革、化妆品等行业，同时它在轻量化剂、保温剂、微胶[2~4]囊材料、医药保健等各种不同领域也有着广阔的应用前景。中空聚合物微球的用途广泛，已引起了人们越来越多的关注，特别是对其制备方法和工艺条件的研究也日益深入。乳液聚合法可以说是目前最成熟的制备方法之一，如碱溶胀法已成功实现了工业化，另外碱酸逐步处理法和动态溶胀法也已为人们所熟知，对此国内已有不少作者[5~7]进行过综述。然而，随着对乳液聚合研究的深入，多种新颖的乳液聚合技术逐渐被开发出来制备中空微球，最具代表性的有Shirasu多孔玻璃(SPG)膜乳化法，W/O/W乳液聚合法和封

6、装非溶剂乳液聚合法，已成为最近的一个研究热点，本文将主要对上述几种新方法的进展进行介绍。白飞燕女，23岁，硕士生，现从事中空聚合物微球的研究。*联系人，E-mail:latex@zju.edu.cn教育部留学回国人员基金资助2004-02-20收稿，2004-07-23接受http://www.hxtb.org化学通报2005年第68卷w0131SPG膜乳化法SPG膜是一种特殊的多孔玻璃膜，膜孔孔径均匀，主要由亲水的Al2O3-SiO2组成。SPG膜乳化法的原理是以单体为主的分散相在一定压力的作用下通过SPG膜的膜孔而在膜表面形成液滴，在沿膜表面流动的水

7、分散介质连续相冲刷作用下，液滴的直径达到一定值后从膜表面剥离，[8]从而形成单体预乳液。图1是SPG膜乳化装置的示意图。在传统合成2µm以下的单分散聚合物微球时，可采用无皂乳液聚合法一次合成。但在合成粒径在数十甚至上百µm的单分散聚合物微球时，通常是通过种子溶胀的多段聚合法，需要多次重复溶胀与聚合操作过程，工艺较繁琐，产品收率较低。采用SPG膜乳化法可以一次制得单分散性良好的聚合物微球，而且工艺操作简[8]单，产品收率较高。目前市面上有不同规格的SPG膜，孔径范围为0.05～20µm。由于分散粒径取决于所使用的SPG膜径，因此制得的中空聚合物微球粒径可在

8、几微米到一百微米之间。[8]图1SPG膜乳化装置示意图[8]Fig.1Schem