【摘 要】
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非球形粒子由于几何形状的不对称性使得其范德华力、电荷分布和曲率也呈现低对称性,从而呈现出优异的理化性能,在光子晶体、特殊涂层、生物医学和新材料的构造等领域具有巨大的应用价值。本文通过种子分散聚合反应精确控制合成不同形貌的凹面非球形粒子,提出了凹面非球形粒子的形成机理,并研究了凹面非球形粒子的自组装行为。（1）一步分散聚合法制备球形聚苯乙烯粒子。分散聚合分两个阶段,通过调整第一阶段和第二阶段苯乙烯（
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非球形粒子由于几何形状的不对称性使得其范德华力、电荷分布和曲率也呈现低对称性,从而呈现出优异的理化性能,在光子晶体、特殊涂层、生物医学和新材料的构造等领域具有巨大的应用价值。本文通过种子分散聚合反应精确控制合成不同形貌的凹面非球形粒子,提出了凹面非球形粒子的形成机理,并研究了凹面非球形粒子的自组装行为。（1）一步分散聚合法制备球形聚苯乙烯粒子。分散聚合分两个阶段,通过调整第一阶段和第二阶段苯乙烯（St）的量来合成粒径大小不同的聚苯乙烯（PS）球。当第一阶段和第二阶段St的质量比为20/0时,制备球形粒子直径为2.5μm;当第一阶段和第二阶段St的质量比为15/5时,制备球形粒子直径为3μm;当第一阶段和第二阶段苯乙烯的质量比为5/15时,制备球形粒子直径为6μm。（2）种子分散聚合法制备凹面非球形聚合物粒子。将直径为3μm的PS球作为种子,通过改变温度、介质极性、反应时间、振荡速率、单体和溶胀试剂的用量来精确调控凹面非球形粒子的形貌。当介质甲醇和水的质量比为9.5/2,反应温度为60℃,反应时长为24 h,单体的量为0.15 g,溶胀试剂癸烷的量为1.25g时,制备了几何形状规则的凹面四面体状粒子。当增加单体的量时,凹面四面体状粒子表面的凹陷加深;当降低介质极性、减少溶胀试剂的量、降低反应温度时,粒子表面凹陷会变小且增多;当升高反应温度和介质极性或增加振荡速率和反应时间时,粒子形貌向圆碟状转变;当振荡速率较低时,制备了单凹面非球形粒子。（3）凹面非球形聚合物粒子的自组装。利用排空力和离心力进行凹面非球形粒子的自组装,研究了粒子尺寸大小、离心次数、排空试剂浓度、粒子浓度等对凹面非球形粒子自组装的影响。当球形粒子和凹面非球形粒子曲率匹配度高、离心次数多、粒子浓度高时组装效率高;对于凹面四面体状粒子与球形粒子的组装,排空试剂聚氧化乙烯（PEO）浓度为1 g/L时,组装效率最高。
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