论文部分内容阅读
在功能复合材料中,Janus材料因其具有独特的两亲性结构和双重性能以及广泛的应用前景,成为近几年来材料领域中一个研究热点。尽管诸多Janus的材料的制备方法已见诸报道,然而如何实现Janus材料的结构精细调控以及批量化制备的难点亟需解决。针对上述问题,提出本论文工作:基于种子乳液聚合技术和反应诱导相分离技术,发展一种Janus颗粒组成和结构可精细调控的批量化制备方法,实现其不同化学分区内功能物质复合,拓展其在功能颗粒乳化剂、复杂结构功能聚集体构筑等方面应用。主要内容如下: 1.基于种子乳液聚合技术,利用反应诱导相分离作用,批量制备出具有严格物理和化学分区的雪人状有机/无机复合SiO2@PDVB Janus颗粒。对种子颗粒进行交联改性,可以得到耐溶剂性好的Janus颗粒。调节加入的MPS单体的质量比,实现对Janus形貌及其两亲性(Janus balance)连续调控。Janus颗粒SiO2的一端具有-OH,PDVB的一端存在未反应的双键,通过对官能团改性和聚合反应接枝聚合物,可以实现Janus颗粒的两侧浸润性反转,拓展了Janus颗粒种类,得到一系列功能性Janus复合颗粒。本方法具有一定的普适性,调节种子颗粒的种类、接枝不同的功能性物质等,得到不同的Janus颗粒。 2.以两亲性有机/无机复合Janus颗粒作为颗粒乳化剂,基于乳液界面聚合产生相分离,可以得到性能独特的有机/无机复合Janus colloidosomes。由于Janus颗粒两端的润湿性不同且具有良好的耐溶剂性,因此可以稳定各种O/W型乳液同时两相界面自发取向形成有序聚集结构。在O/W乳液的油相中,加入不同的类型和质量比例的单体,可以制备出力学性能不同的Janus colloidosomes。Januscolloidosomes集成collosidosome结构功和Janus壳层两亲性,Janus colloidosomes可以选择性吸附小分子物质并且实现油水分离,具有广阔应用前景。进一步拓展Janus colloidosomes的功能性,在油相中加入环境响应性单体,可以制备具有特殊环境响应性的复合Janus colloidosomes,实现对功能物质的选择性装载和可控释放。实验操作简单,具有普适性,同时拓展了Janus colloidosomes的组成和功能性。