單分散大粒徑功能化高分子微球的制備與表征

1、單分散大粒徑功能單分散大粒徑功能化高分子微球高分子微球的制備的制備與表征表征Thepreparationacterizationofmonodispersemicronsizefunctionalpolymermicrospheres學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研究生：王燁指導(dǎo)教師：李國兵副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一五年四月萬方數(shù)據(jù)摘要單分散的功能高分子微球因其粒徑均一、可選擇性附加各種功能基團(tuán)、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注

2、。目前尚無制備大粒徑單分散功能化高分子微球的有效方法。本文對液相環(huán)境中振動(dòng)分散條件下，射流斷裂的規(guī)律進(jìn)行了研究，并采用振動(dòng)分散聚合法制備了兩種單分散大粒徑的功能高分子微球，強(qiáng)酸型聚苯乙烯二乙烯苯陽離子交換樹脂和聚甲基丙烯酸甲酯磁性微球。對所制備的大粒徑功能化高分子微球進(jìn)行了性能的評價(jià)與研究。本文中，通過對噴嘴施加一定的穩(wěn)定振動(dòng)，可以使水相介質(zhì)中的油相射流斷裂形成均勻液滴。本文中，通過對噴嘴施加一定的穩(wěn)定振動(dòng)，可以使水相介質(zhì)中的油相射流斷

3、裂形成均勻液滴。實(shí)驗(yàn)中以苯乙烯二乙烯苯過氧化苯甲酰為油相，聚乙烯醇水溶液為水相，研究了噴嘴孔徑、振動(dòng)頻率、振幅、射流速度等對液滴的均勻性和粒徑的影響。研究發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生均勻液滴的頻率、振幅、射流速度的取值范圍?？偨Y(jié)了均勻液滴生成的規(guī)律，并采用多項(xiàng)式回歸方程對振幅上下限和頻率的關(guān)系、射流速度和頻率的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)學(xué)表達(dá)。采用本文建立的回歸方程，可對產(chǎn)生均勻液滴的操作條件和液滴粒徑進(jìn)行預(yù)測和計(jì)算。在本文中將振動(dòng)分散造粒技術(shù)與散式流態(tài)化聚合技術(shù)結(jié)合

4、，開發(fā)了振動(dòng)分散聚合法制備單分散大粒徑高分子微球的工藝，并應(yīng)用該工藝制備了聚苯乙烯~二乙烯苯陽離子交換樹脂，通過實(shí)驗(yàn)確定了聚合反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，振動(dòng)分散聚合法制備的離子交換樹脂與市售離子交換樹脂產(chǎn)品相比，粒徑分布窄，在0.4~0.6mm之間的顆粒比例達(dá)到94.92%，而懸浮聚合法制備的樹脂的比例僅達(dá)到46.20%。采用本文方法制備的離子交換樹脂在全交換容量、熱穩(wěn)定性能等方面也明顯優(yōu)于市售產(chǎn)品。在本文中還將振動(dòng)分散聚合法應(yīng)用于

5、磁性單分散高分子微球的制備中。在油酸包裹的疏水性Fe3O4磁流體存在下，采用振動(dòng)分散聚合方法制備出單分散的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)磁性高分子微球。采用掃描電子顯微鏡(SEM)和馬爾文2000激光粒度儀(MalvernMastersizer2000)檢測了磁性微球的形貌和粒徑分布，采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)檢測了磁性微球的磁性能、紅外光譜分析儀（FTIR）研究了在聚甲基丙烯酸甲酯中磁性Fe3O4納米顆粒的結(jié)構(gòu)，差示掃描量熱儀分析了微