球形聚电解质刷是一种具有核-壳结构的纳米粒子:核是球形聚合物乳液粒子,壳由通过化学键一端密集固定在核表面的线形聚电解质链组成。聚电解质链不仅可以使乳液粒子更加稳定,而且对pH值和盐浓度等外界条件的变化有其独特的响应。球形聚电解刷对外界环境的敏感性及其可再分散性使其在废水处理,选择性分离膜的制备,药物控释或新型催化剂研发等方面有着巨大的应用前景。　　 本文通过热控乳液聚合的方法合成了以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为核和聚丙烯酸(PAA)链为壳的纳米球形聚电解质刷(PMMA/PAA)；通过光乳液聚合的方法合成了以聚苯乙烯(PS)为核和以PAA链为壳的纳米球形聚电解质刷(PS/PAA)。为研究球形聚电解质刷间的相互作用及其微观结构:本文借助透射电镜(TEM)研究球形聚电解质刷的微观形态并采用动态光散射(DLS)研究聚电解质刷的粒径及其对pH值和外加盐浓度变化的响应。通过流变学技术从宏观上研究了浓缩的(质量分数≥15％)球形聚电解质刷间的相互作用及流变性能,采用SAXS技术从微观上分析浓缩的(质量分数≥15％)球形聚电解质刷的微观结构及相互作用。本文的创新点在于首次采用上海光源的SAXS技术观测到可以反映聚电解质刷体系中链间局部有序结构的聚电解质峰并结合乳液的流变行为对球形聚电解质刷链间相互作用有了更深入的认识。主要工作如下:　　 (1)通过热控乳液聚合和光乳液聚合制备PMMA/PAA和PS/PAA聚电解质刷,采用TEM观察聚电解质刷的结构形态,并借助DLS研究聚电解质刷稀乳液(质量分数≤5％)的粒径与分布及其对环境pH值和外加盐浓度的敏感性。结果表明,PMMA/PAA和PS/PAA电解质刷问的相互作用以及壳层PAA链的伸缩状态可以由环境因素(pH值和外加盐浓度)进行调节,而且PMMA/PAA和PS/PAA聚电解质刷的壳层厚度随pH值和外加盐浓度变化而呈现一致的变化规律。　　 (2)本文采用流变学的方法研究了浓缩(质量分数≥15％)聚电解质刷间相互作用,考察了环境因素(pH值和外加盐浓度)和聚电解质刷的自身因素(浓度和链长等)对浓缩乳液体系中聚电解质刷间相互作用及其宏观流变性能的调控。结果表明,随着浓度的升高,链长的伸长,pH值的增大和外加盐浓度(外加盐浓度≤1mM)的增大,聚电解质刷浓乳液的粘性和模量增加,这是因为体系浓度,链长,pH值的增大可提高聚电解质刷间相互作用及微观结构的稳定性。　　 (3)为进一步研究浓缩聚电解质刷的微观结构,本文通过SAXS观察了不同pH值和外加盐浓度下的15wt％的聚电解质刷的链间相互作用以及其微观结构。结果表明,随着环境pH值的升高,15wt％的聚电解质刷的PAA链因静电作用、反离子桥联、氢键、体积效应等共同作用而形成局部有序结构和物理交联,其微观结构表现为从独立的单个纳米粒子到稳定网状结构的转变,而且这个转变可被外加盐浓度调控。这个过程可以解释浓缩的聚电解质刷的流变性能随浓度,pH值和外加盐浓度的变化而变化的规律。