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多孔聚合物具有密度小、比表面积高、孔隙率高等特点,广泛应用于吸附、催化、传感等各个领域。多孔聚合物的制备方法主要有直接合成法、嵌段共聚物自组装法、硬模板法、乳液模板法等。其中,乳液模板法制备出的多孔功能聚合物具有发达的通孔结构、孔结构规整、孔径可调、易于功能化等优点,引起了科研工作者们的广泛关注。前期,人们主要关注乳液模板法制备多孔聚合物的微观孔隙的调控。近年来,随着新兴领域的发展,科研工作者对多孔聚合物的关注逐渐过渡到界面功能化材料的制备,以拓宽其应用领域。本文基于乳液模板法制备多孔聚合物,以应用目标为导向,通过界面结构设计,分别制备了高稳定性、高胺效率的二氧化碳吸附材料以及高灵敏度的柔性压阻材料。主要研究内容如下:1、采用乳液模板与悬浮聚合相结合的方法,成功制备了一系列聚丙烯酸酯多孔微球。然后通过在微球孔道内负载钝化改性的胺基界面层及对微球表面疏水处理,得到了可用于流化床的高稳定性二氧化碳吸附材料。首先研究了乳液模板体系作为悬浮聚合的分散相制备多孔聚合物微球的配方及工艺。通过研究乳液模板的分散相体积分数和单体配比,发现当分散相体积分数为58%和甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为40%时,得到的多孔微球具有更加发达的孔结构,孔径在2.3μm至5.1μm之间,粒径在0.91mm至1.45 mm之间,更有利于下一步将功能化基团载入到孔的内部。然后,将PEI和环氧丙烷改性的PEI依次浸渍到微球孔道内,通过环氧丙烷与PEI的反应,将大部分伯胺转化成了仲胺,可以抑制脲键形成。最后,用环氧氯丙烷对微球表面进行疏水改性,得到了具有三种功能层的多孔聚丙烯酸酯微球。该微球被应用于二氧化碳吸附并进行了20个循环测试,发现吸附剂的吸附量下降幅度由原来的48.08%下降至0.014%,循环稳定性大大提高。对H2O的吸附量从0.54 mmol/g下降至0.31mmol/g,下降了42.6%。最后,在实验室规模的流化床上进行了测试,吸附剂的吸附量可达2.52mmol/g,有望进一步工业应用。2、以浓乳液模板法制备的多孔聚苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PSA)作为骨架,通过负载可以改善动力学扩散的长碳链接枝改性的聚乙烯亚胺,得到了具有高胺效率的二氧化碳吸附材料。首先,采用浓乳液模板法制备PSA多孔聚合物,通过改变单体配比和分散相体积分数,得到了具有丰富的环氧接枝位点的多孔骨架材料,孔径为3.18μm~5.03μm。然后在PSA上接枝长碳链改性的PEI得到了含有丰富的胺基基团的功能化聚合物,将其用于二氧化碳吸附时,具有高吸附量和高胺效率。长碳链脂肪酸改性PEI后,由于长碳链的结晶结构增加了PEI分子链间的分子间距,打开了PEI底层的CO2扩散通道,进而促进了CO2的动力学扩散,使吸附剂的吸附量提高了7.6%,胺效率提高了7.9%。研究了长碳链的碳链长度对胺基功能化聚合物吸附性能的影响:当用十二烷酸对PEI进行改性时,吸附量和胺效率只在50℃这个温度点有提升;用十八烷酸对PEI进行改性时,吸附量和胺效率在整个低温区(40~90℃)都有了明显提升,在整个低温区(<90℃)的吸附量都有了整体提升,吸附量在60℃时从3.16mmol/g增加到3.4 mmol/g,胺效率最高可达0.32mol CO2/mol N。同时,所制备的胺基负载多孔吸附剂也表现出了良好的选择吸附性和循环稳定性。3、采用Pickering乳液模板法,以碳纳米管(CNTs)为Pickering乳化剂,负载于柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)多孔基体的孔壁表面,制备的CNTs/PDMS有机-无机复合泡沫材料具有高灵敏性的压阻响应。以CNTs为乳化剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为诱导剂,加入PDMS乳液体系,研究了聚合温度、CTAB含量、CNTs含量对泡沫孔结构以及CNTs分布的影响。通过控制CNTs均匀分布在具有相互连通的发达孔的孔壁上,构成了三维导电网络,得到了高柔性、良好导电性的有机-无机复合功能材料。该复合泡沫材料应用于压阻传感器时,灵敏度随着CNTs添加量的增加而增大,最高可达24.15。当监测手指弯曲和走路时,能够展现出高分辨性、快速响应性、良好的稳定性。