论文部分内容阅读
本文一方面主要探究RAFT试剂Z基团负载法在微球表面接枝环境敏感型高分子刷,并将其应用于制备胶态晶体。首先,以无皂乳液聚合法制得亚微米级单分散交联聚苯乙烯(PS)微球。然后,通过半连续滴加末端含有羟基基团的甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)单体,使其负载到PS微球表面。接着,通过使RAFT试剂的末端含有酰氯基团与羟基反应而负载于PS微球表面。最后,在连续相中加入单体AA和光引发剂,在紫外光照射下引发聚合得到pH值敏感型PAA高分子刷。同样,在连续相中加入单体NIPA和光引发剂得到温敏性PNIPA刷。结果表明,上述聚合过程体现出活性自由基聚合的特点,PAA刷对pH值具有敏感性,在酸性条件下处于塌陷状态,而在碱性条件中则舒展开来,而PNIPA刷对温度具有敏感性,高温时刷子塌陷,低温时则舒展。另外,将上述两种毛发状微球离心、洗涤、净化,以其为成膜体系,采用垂直沉降法制得胶态晶体。实验中选取170nm、251nm、330nm和697nm四种粒径的PS微球均能自组装成排布规整的胶态晶体,而粒径越大越易形成规整排布,不仅在其表面自组装成[111]排布的面心立方密堆积(FCC),其断面也为[111]排布。PS微球大小不同,会在不同位置出现衍射峰,胶态晶体也会呈现不同颜色,随粒径增大,衍射峰出现红移现象。在微球表面接枝PAA刷后,得到的胶态晶体中粒子间距增大,但由于自组装过程中受到刷子间的相互作用而扰乱规整的[111]排布,调节乳液浓度至合适值,能使粒子重新排布成规整的[100]型。另外,调节pH=4时,能够得到[111]规整排布的胶态晶体,改变pH=10时,得到[100]排布。因此,通过调节乳液浓度或pH值都能成功实现排布从[111]到[100]的转变。选用接枝有PNIPA高分子刷的毛发状微球作为成膜体系时,改变成膜温度为40℃C时,得到[111]排布的FCC型胶态晶体,降低温度至20℃C时,PNIPA高分子刷使粒子间的距离增大,但其排布变得无序化,尝试使用不同成膜底板,当选用云母为成膜底板时,也能成功制得FCC排布的胶态晶体。另一方面主要研究表面接枝共聚高分子刷的毛发状微球应用于制备交联胶态晶体。同上方法得到表面负载有光引发剂的亚微米级单分散聚苯乙烯微球,加入单体AA和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),紫外光照引发制得PAA-co-PGMA共聚刷。研究表明,该聚合过程呈现传统自由聚合的特点。接着,采用垂直沉降法使该毛发状微球在底板上自组装,待溶剂挥发至一定程度时,升高温度,使共聚刷上的羧酸基团与环氧基团在高温下发生开环反应而发生交联,得到交联胶态晶体。结果表明,交联后膜的硬度由0.055GPa增加到0.067GPa,杨氏模量由原来的2.03GPa增加到3.30GPa,此外,机械强度也变大,能够从底板上剥落下来,而交联之前,胶态晶体几乎没有机械强度,成粉末状自组装在底板上。