补丁粒子指具有一或多个不同化学或物理特性区域的粒子,补丁间或补丁与其他物质间具有定向相互作用,使补丁粒子具有很多特殊功能和应用,如用作多级结构材料构件、固体表面活性剂、药物载体和传感器等。目前,已发展出许多制备补丁粒子的方法。其中,种子溶胀-聚合相分离(种子相分离)法是应用较为广泛的一种方法,能够大量制备补丁粒子,且粒子形貌易于调控。然而,该法涉及步骤较多,且补丁粒子各区域功能化较困难。本课题组将分散聚合过程中的增长粒子作为动态变化的种子,发展了一锅(两步、一步加料)分散聚合制备补丁粒子的方法,结合点击反应,可调控补丁粒子新生成部分的形貌、结构和组成,但没有对该过程进行系统研究。通常利用传统自由基链增长聚合制备球形粒子及补丁粒子,最近几年开始利用非均相逐步点击聚合直接制备球形粒子,该法具有聚合条件温和、粒子易于功能化等优点,但是所得粒子的Tg较低,且未涉及非球形或补丁粒子的制备。本论文在一锅苯乙烯链增长分散聚合过程中结合巯基-烯逐步点击聚合,制备形貌、结构和组成可调控的补丁粒子,并探讨所得粒子的功能化及应用。论文主要工作如下:1.以甲醇/水(MeOH/H2O=6/4)混合液为分散介质,单体为苯乙烯(St)、苯乙烯磺酸钠(NaSS),引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)进行分散聚合。过程中加入巯基-烯点击单体聚合,获得了含有硬核(PSt,Tg较高)及软壳层、单或多孔、单或多凸起(点击聚合物,Tg较低)的粒子。探讨了点击单体加入时间、用量、配比及单体种类等对粒子形貌、结构和组成的影响;2.通过SEM和TEM观察、凝胶含量和转化率测定及FTIR分析,考察了加入点击试剂后粒子形貌、组成的演变过程及聚合行为。确定了补丁粒子的形成机理:PSt与点击聚合物的Tg及亲水性不同,导致分相、形成补丁粒子;等摩尔巯基-烯投料,发生非等摩尔反应,得到含过量-C=C-或-SH功能粒子;3.对补丁粒子不同区域进行了选择功能化:利用PSt核表面-SO3-负载磁性粒子,利用补丁处-SH吸附Ag纳米粒子,利用补丁处-SH或-C=C-与功能单体点击反应,得到荧光标记补丁粒子、超疏水/亲水粒子,进一步获得了超疏水/亲水粒子膜。