探析分散聚合法制备单分散微米级磁性聚合物功能微球

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1、天津大学博士学位论文分散聚合法制备单分散微米级磁性聚合物功能微球姓名：王艳君申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：许锡恩;曹同玉2000.5.1坌墼鍪全鲨型墨兰坌墼丝鲞璧壁丝墨盒塑垫墼丝堡———————————————笙兰塑星论文摘要在本论文工作中，首先对水基磁流体的制备及其性质进行了研究。以月桂酸为分散剂，采用改进的两步共沉淀法新工艺制得了稳定的水基F。，O·磁流体，粒子尺寸在20hm左右：讨论了分散剂用量及初始铁离子浓度对磁流体磁性、稳定性及铁含量的影响；通过稀释试验确定了磁性F。O．胶体粒子的稳定机理。并在制备水基磁流体的基础

2、上，为了满足水溶性单体甲基丙烯酸一2-羟丙酯分散聚合的要求，制备了适用于非极性介质中分散聚合的油基磁流体。为后期制备磁性聚合物微球奠定了基础。厂在苯乙烯(st)体系的分散聚合中．以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为分散剂>偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、乙醇，水混合物为分散介质，研究了分散聚合动力学、成核和稳定机理。体系的反应动力学及聚合过程中分子量变化规律表明，初期的反应类似于溶液聚合，并且随着反应的进行，发生了反应中心由连续相向聚合物粒子相的转移。体系的分散聚合成核为接枝共聚物聚结机理，聚合体系的稳定机理主要以为接枝稳定为主，吸附稳定为

3、辅。讨论了初始单体浓度、分散剂用量、介质组成、反应温度等反应条件对其分散聚合及所得聚合物微球尺寸和尺寸分布的影响。为制备磁性聚合物功能微球，还进行了水基磁流体存在下的St分散聚合研究。讨论了磁流体种类及用量、共聚功能单体组成以及其它反应条件对聚合反应的影响规律及对所得磁性聚合物微球的磁响应性、直径及直径分布的影响，研究了磁流体存在下st分散聚合的动力学与成核机理。对得到的苯乙烯-丙烯酰胺共聚物微球通过水解、羟甲基化及Hofraann等反应进行了改性，使聚合物微球表面带有羧基、羟基及胺基等功能基团。最终制备了粒径达4um，磁含量达0．1~

4、0．5％，表面官能团含量达3％的单分散磁性聚合物功能微球。在甲基丙烯酸甲酯(MMA)体系的分散聚合研究工作中，首先以甲醇／水为分散介质，PVP为分散剂，AiBN为引发剂进行了MMA的分散聚合，通过研究0：、甲醇／水的比例、初始单体浓度、分散剂用量、引发剂用量、反应温度等反应条件对最终聚合物微球的直径及直径分布的影响，找到了制备单分散大粒径PMMA微球的最佳反应条件，制备出单分散、大粒径PMMA微球。在此基础上，引入甲基丙烯酸作为共聚单体制备出表面带有较高羧基含量的聚合物微球。然后在亲水性共聚单体甲基丙烯酸存在下引入磁流体进行分散聚合，得

5、到具有较强磁响应性的磁性聚合物微球。同时还讨论了共聚单体用量对聚合物微球直径及直径分布的影响以及磁流体用量对聚合物微球的磁响应性、直径及直径分布的影响。该体系在磁流体存在下的分散聚合成核及粒子增长机理与St体系相同。最后，制备了颗粒直径约为2¨m、分散系数小于7％、铁含量大于0．5％、表面分散聚台法制各单分散微米级磁性聚合物功能微球论文摘要羧基含量达l7％(wt)的单分散磁性聚合物功能微球。在亲水性单体甲基丙烯酸．2．羟丙酯(HPMA)的分散聚合工作中，首先进行了梳型分散剂的合成，合成了具有不同梳链结构的分散剂。并采用所合成的梳型分散荆

6、，以AIBN为弓l发剂，120。汽油／正戊醇混合物为分散介质，进行了亲水性单体HPMA的分散聚合及与st的共聚合研究。讨论了初始单体浓度、分敞剂种类及用量、反应温度、共聚单体等工艺条件对反应及聚合物微球直径与直径分布的影响。通过对聚合反应动力学的研究发现，采用具有不同梳链结构的分散剂时，体系的非均相聚合除了遵从均相成核机理的分散聚合之外，还出现了完全不同于典型分散聚合的另一种反应规律。为此提出了反相微悬浮聚合机理，即随着所采用分散剂的不同，反应分别遵从两种机理进行：均相成核的分散聚合机理和反相微悬浮聚合机理，并通过试验对这种机理的存在进

7、行了进一步的证实。在此基础上，以1204汽油为分散介质，在油基磁流体存在下进行了HPMA的分散聚合反应，讨论了磁性粒子用量对聚合物微球的直径及其分布、微球磁含量及磁响应性的影响，并提出了磁性粒子存在下亲水性单体分散聚合的成核机理及粒子增长机理，发现其机理与St和MMA体系的分散聚合基本相同。最终合成出了磁含量达4％、单分散、微米级聚合物功能微球。)关键词t分散聚合，反相微悬浮聚合，磁性微球，功能微球。磁流体。梳型分散剂II坌墼墨盒鎏型鱼兰坌墼燮鲞丝壁丝鍪盒塑兰丝，傲堡兰苎苎要PreparationofMonodisperseMicron

8、-sizeMagneticFunctionalPolymerMicrospheresbyDispersionPolymerizationABSTRACTinthepresentwork，theprepara