文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
粒子稳定的乳液和高内相乳液的研究
姓名:李停停
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:刘华蓉
2011-05
摘要
摘要
随着纳米技术的发展,纳米粒子在油-水界面的吸附行为及其稳定的乳液越
来越受到人们的关注,但目前人们对于此类乳液的研究还不是很完善。本论文中,
我们首先合成了一种新型的两亲性聚合物粒子,将其用于稳定乳液的研究;然后
合成了一种 AOA 改性的磁性纳米粒子,并将其用于高内相乳液的研究中。具体
的工作内容概括如下:
1. 通过反相微乳液法合成了聚(甲基丙烯酸十八酯-co-丙烯酰胺-co-丙烯
酸),这种粒子内部亲水、外部疏水,通过调节油溶性单体和水溶性单体的比例,
可以很方便地改善粒子的润湿性。将上述聚合物粒子用于稳定苯乙烯的正相乳液
体系,聚合之后我们得到了尺寸分布较均匀的亚微米级聚苯乙烯微球。通过研究
我们发现,在乳液的制备过程中,刚开始乳化时会形成 Pickering 乳液;但是随
着时间的延长,大的液滴逐渐消失,聚合物粒子有可能被溶胀、脱落,成为种子
球,即发生 Pickering 乳液向种子乳液的转变;这是与无机粒子稳定乳液的不同
之处。
2. 通过共沉淀法制备磁性纳米粒子,并用 12-丙烯酰氧基-9-十八烯酸(AOA)
对其进行表面改性,将改性的磁性粒子用于 St-DVB 高内相乳液(HIPE)的制备
和聚合中。由于 AOA 结构中含有活性双键,经 AOA 修饰后的磁性粒子(MPs)
可以参与聚合,进一步提高了乳液稳定性和界面结合力;而且,磁性粒子的添加
对聚合物多孔材料起到一定的增强作用。我们研究了 MPs 浓度和内水相含量对
高内相乳液稳定性和多孔材料结构的影响。结果表明,当粒子浓度达到 20%时,
材料的杨氏模量达到最大值( MPa),压缩强度也提高到 MPa。同时,
材料的孔洞尺寸也随粒子浓度的增大而逐渐降低并且尺寸大小趋向均匀。然而,
增加内水相含量会导致材料的机械性能下降,密度降低,孔洞尺寸增加,但是有
利于多孔贯通结构的形成。
3. 我们还研究了室温下γ-射线辐射引发和 60°C 下热引发高内相乳液聚合
时,表面活性剂 Span 80 的浓度对乳液稳定性和多孔材料结构形貌的影响。结果
发现,室温下引发聚合有利于乳液的稳定,而且当表面活性剂的用量降低到
wt%时,依然可以获得良好的多孔贯通的聚合物大孔材料。
关键词:Pickering乳液种子乳液辐射聚合高内相乳液大孔材料
I
ABSTRACT
ABSTRACT
With the development of nanotechnology, the adsorption behavior of
nano-particles in the oil - water interface and the stability of the emulsion attract more
and more attention, but the study of such emulsions is not very systemic. In this thesis,
we first synthesized a new kind of amphipathic polymer particles, and used them to
stablilize emulsion; then synthesized ite nanoparticles surface-modified with
AOA for the study of high internal phase emulsion (HIPE). The specific contents of
the work are summarized as follows:
1. Poly(stearyl methacrylate-co-acrylamide-co-acrylic acid) [P(SMA-co-AM-co-
AA)] was synthesized through inverse microemulsion polymerization which owns the
hydrophilic interior core and hydrophobic surface. By changing the ratio of
oil-soluble monomers to water-soluble monomers, it is