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2014年8月第8期—第97104页材料工程JournalofMaterialsEngineeringAugust2014—No.8PP.97104单分散聚合物微球的合成方法进展ProgressofSynthesisMethodforM0nodispersePolymerMicrospheres李光辉,张贵才,葛际江,申金伟,蒋平(中国石油大学(华东),山东青岛266580)————LIGuanghui,ZHANGGuicai,GEJijiang,SHENJinwei,JIANGPing(ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),Qingdao266580,Shandong,China)摘要:本文综述了近年来使用传统自由基聚合方法控制粒径单分散性的操作工艺特点。总结了新制备方法,包括膜乳化、共聚焦一微流化、电流体动力学喷雾、喷墨打印法、气溶胶一凝胶法、两亲聚合物的自组装及改进的St6ber方法等,介绍了其原理、特点和研究现状。最后,提出了关于单分散聚合物微球合成发展的建议。关键词:单分散;聚合物微球;共聚焦一微流化;电流体动力学喷雾;自组装—doi:10.11868/j.issn.10014381.2014.08.018中图分类号:TB324.63文献标识码:A——文章编号:10014381(2014)080097-08—Abstract:Thecharacterizationofoperationtoregulatethemonodispersitywassummarizedwithconventionalradicalpolymerizationmethod.Andalso,theprinciples,featuresandresearchstatusof—newlyemergingpreparationmethods,suchasmembraneemulfication,flowfocusingmicrofluidic————method,electrohydrodynamicatomization,inkjetprinting,solgelmethod,selfassemblingofamphiphilicblockpolymerandthemodifiedSt6bermethod,etc.werereviewed.Finally,suggestionwasproposedforfurtherdevelopmentofsynthesisofmonodispersepolymermicrospheres.——Keywords:monodisperse;polymermicrosphere;flowfocusingmicrofluidicmethod;electrohydrodyna—micatomization;selfassembling聚合物微球是高分子及材料科学的一个新的研究领域。由于其结构(如核壳结构、中空结构、多孔结构、毛发状等)和性质(如敏感性、多官能团表面改性等)的可设计特点,作为功能性材料被广泛应用于造纸、水处理等传统工业领域,并且在标准计量、药物传递、色谱分离、基因及蛋白载体、电子信息、生物感应器、催化载体等高科技领域有巨大的应用前景。然而,传统自由基聚合方法制备的微球常具有多分散性的特征,使微球的性质研究复杂化,进而限制了微球的应用。因此,制备单分散的聚合物微球有着重要的理论和现实意义。并且,在粒径单分散的基础上如何实现粒径大小的控制,也是研究的一个难点。本文综述了近年来单分散颗粒的制备方法进展,其中传统自由基聚合方法集中于通过精细化反应原料及操作过程,控制初级核的均一性和稳定性,抑制二次成核反应;对制备方法,如膜乳化、共聚焦一微流化、电水力喷雾、喷墨打印法、气溶胶一凝胶法、两亲聚合物的自组装及改进的StOber方法等进行了总结,介绍了其原理、特点和研究现状。其中,后两种方法可方便控制结构及粒径,应特别关注。1传统自由基聚合方法传统的单分散聚合物微球制备方法有无皂乳液聚合、分散聚合、种子乳液聚合、沉淀聚合等,基本的实验方法和原理已多有介绍_】]。1.1无皂乳液聚合无皂乳液聚合是制备单分散微球最为常用的一种方法。反应初期,低聚物自聚集形成胶束,或者与低于临界胶束浓度的离子型表面活性剂形成复合胶束。成核机理主要是胶束成核。在不同单体共聚时,由于单体的活性差异,分步加人单体可以改变成核过程,提高微球的单分散性。早期,许涌深等_3]在研究苯乙烯—(Styrene,St)与甲基丙烯酸甲酯(MethylMethacrylate,MMA)无皂乳液共聚合时,发现MMA含量增加会缩短乳液的成核期。刘艳辉等使用St和二乙烯苯(Divinylbenzene,DVB)共聚,发现DVB有类似的“”作用,当DVB与St一起加入反应时,出现二次成核98材料工程2014年8期“”或多次成核而使粒径分布系数增加;反应初期st的初级核较为均匀,在反应进行3~5h后加入DVB,提—前结束体系的成核过程,得到了单分散聚苯乙烯(Polystyrene,PS)微球的稳定乳液。离子单体会使成核过程复杂化,难以得到单分散微球。王占丽等[5]在St与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC共聚反应中,发现当DMC含量超过单体总量的2时,产品的单分散性迅速降低。刘晶冰等l6在进行类似合成时,先加入一定量St反应2h,再加入St与DMC的混合物,结果发现DMC的含量对粒径分布没有影响,只是随着DMC含量增加微球表面变得粗糙。通过对搅拌速率的精细控制也可以得到高度单分散的聚合物微球。Inukai等使用直径1lcm、高12cm的间歇反应器(该反应器配有四个挡流板和直径6cm的六叶浆式搅拌杆)进行St无皂乳液聚合,发现转速在250r/min时,产品颗粒为双峰分布,而转速在3。0~500r/min时为单峰分布。Gu等l_8]在NH。OH/NHC1的pH缓冲液中,使用两性偶氮引发剂引发苯乙烯聚合,发现搅拌速率越大,颗粒粒径越大,聚并越严重,分散度变宽。于是在反应开始15min后将搅拌速率从500r/min降至300r/min,得到了平均粒径为2m、粒径分布系数为2.2的苯乙烯微球。另外,可通过溶剂和表面活性剂改变初级核表面电性的方法控制初级核的稳定性。Yamada等。。应用’—酸碱两性引发剂2,2一偶氮(N一(2一羧乙基)一22一异丁基脒盐)水合物,在NHOH/NHCl缓冲液中,引发苯乙烯聚合合成粒径达6m的Ps微球。pH缓冲液用来控制颗粒的表面电势,以保持其稳定分散和阻止在聚合中新颗粒的产生。Gu等_1。。在水中聚合苯乙烯时发现,在引发反应后,先加入少量十六烷基三甲基溴化铵(CetylTrimethylammoniumBromide,CTAB)后,—再加入少量十二烷基硫酸钠(SodiumDodecylSulfate,SDS)可以提高微球的分散性,且合成的微球粒径较常规聚合大几倍。认为这是由于过硫酸铵引发st聚合后,加入的CTAB降低了初级颗粒表面引发剂基团的负电势,发生一定程度的聚集,后来加入的SDS重新稳定颗粒使聚集停止。Hu等口在研究St无皂乳液聚合时发现,当SDS加入浓度小于临界胶束浓度时,可制备多分散指数小于1.O1的系列微球。他们认为,SDS一方面可以辅助PS低聚物成胶束,另一方面会对初级颗粒起稳定作用,增加初级核数目和稳定性,进而提高体系的单分散性。1.2分散聚合分散聚合是合成单分散微球的一种较为理想的方法。张凯等_1]对苯乙烯分散聚合中影响微球粒径及其分布的各因素做了系统评价,绘制了因素影响效应示意图,用于选择合适的反应条件,实现对分散聚合的可设计性控制。1.2.1油溶性单体与乳液聚合类似,单体的加入工艺对合成微球的分散性也有重要影响。李艺等_13]在合成苯乙烯微球时,比较了单体一次性加入法与半连续滴加法两种工艺,发现一次性加入合成微球分布更为均匀。而Song等_1应用两阶段分散聚合法,通过在苯乙烯单体成核阶段完成后加入可聚合染料单体,制备了单分散的粒径可控的染料标记苯乙烯微球。黄锦霞等[1合成了6~10/ ̄m的苯乙烯、二乙烯苯微球,考察了延迟滴加交联剂的滴加时机及滴加速度对粒径及分布的影响,结果证明,交联剂滴加的起始时间越晚粒径越小,粒度分散性越宽;滴加时间越长粒径越小,分散越窄。由于分散聚合与乳液聚合的机理不同,控制成核均匀性和稳定性的方法也有所差别。相对于乳液聚合而言,分散聚合中单体的含量一般不高。在制备单分散PS微球时,单体的含量一般在15以下,当单体含量高时,微球粒径变大且分散性变差口。Cao等[1]在研究MMA的分散聚合时得到了相似的结果。分散剂,交联剂和低聚物的互溶性及其在分散介—质的溶解性对合成微球的粒径分布有重要影响。Nakashima等口。以聚天冬氨酸(Poly(asparticacid),—PAsp)和聚天冬氨酸钠(sodiumpolyaspartate,PAspNa)两种亲水性的聚合物分别做为分散剂制备苯乙烯微球,由于两种分散剂的亲水性不同,使用PAsp时反应速率快,生成颗粒粒径小,单分散性较使用PAspNa好。特别的是,Wang等[】改变溶剂为四乙氧基硅烷(TetraethylOrthosilicate,TEOS),在无需任何机械搅拌的条件下,合成了单分散的微米级PMMA微球,且微球的大小可以由MMA的浓度改变。Kim等]应用MMA为单体和含有羧基的尿烷甲基丙烯酸酯(CarboxylicUrethaneAcrylates,CUA)为交联剂合成了粒径3~4m的单分散微球,并指出颗粒的单分散性与初级颗粒表面CUA中的四亚甲基氧基团有利于颗粒表面发生单体溶胀。另外,Song等[2]通过链转移剂CBr改变成核分子大小,利用溶剂中乙醇/水的含量变化调节低聚物溶解性,合成了单分散、微米级小分子聚苯乙烯颗粒。7射线幅射引发不依赖温度,辐射化学产率高,在整个聚合过程中成核期会缩短,有利于合成单分散微球。Dai等应用大分子乙烯终端的聚硅氧烷为可聚第8期单分散聚合物微球的合成方法进展99合稳定剂,使用Co一60辐射合成了单分散的PMMA微球颗粒。1.2.2水溶性单体尽管水溶性聚合物微球在科学研究及工业技术方面有广泛的应用,但是至今对其单分散性控制研究的报道较少。Ye等以Co一6O释放丫射线引发叔丁醇一水体系中丙烯酰胺(Acrylamide,AM)分散聚合,合成—了粒径在0.3~ltLm单分散的聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)微球。曹康丽等[2]以乙酸乙酯与乙醇为分散介质,聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone,PVP)为分散剂制备200nm左右的PAM微球,乙酸乙酯/乙醇体积比在5:5~7:3范围内,微球有较好单分散性。为了避免大量使用有机溶剂对环境的不利影响,Chen等_2阳使用硫酸铵水溶液作为分散介质进行AM的分散聚合,提出了相应的聚合机理,但合成的颗粒单分散性相对较差。1.3种子乳液聚合根据单体溶胀方法的不同,种子乳液聚合可分为3种:液滴溶胀法、二步溶胀法、动态溶胀法[1]。由于种子颗粒具有单分散性,在使用不同的合成工艺和原料时,可以得到多种微结构形状和各种表面官能团的单分散微球。早在20世纪9O年代,日本神户大学的Okubo等_2以聚丙烯酸(PolyacrylicAcid,PAA)为分散剂,合成了1.8m的PS微球。通过溶胀st和相应的功能单体分别合成了表面含有氯甲基、乙烯基或阳离子基团的单分散PS微球。后来,他们改变种子聚合溶“”剂类型合成了盘状、多面体型颗粒_2。Kim等[29]使用一步溶胀种子聚合制备了1,6一己二醇二甲基丙烯酸酯交联的聚苯乙烯单分散微球,克服了常规使用DVB做为交联剂时刚性特点,通过控制聚合速率使微球的表面呈现火山口状缺陷、多孑L结构、粗糙及光滑的表面结构。王红艳等[3叩以分散聚合制备的苯乙烯为种子,在丙烯酸单封端聚乙二醇大分子单体存在条件下,使丙烯腈与少量苯乙烯进行无皂种子乳液聚合,合“”成了花瓣型聚合物颗粒。另外,一般分散或乳液聚合的颗粒粒径都在“10m以下,而种子聚合颗粒的大小由溶胀的单体量来控制,可以制备10gm以上的单分散颗粒。Park等_3妇先在乙二醇单甲醚和乙醇的混合溶剂中分散聚合合成了3tLm聚苯乙烯种子微球,然后加入1一氯十二烷进行一次溶胀,加入甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸环氧丙酯(GlycidylMethacrylate,GMA)等进行二次溶胀,最后用聚乙烯醇(Polyvinylalcohol,PVA)为分散剂再次进行分散聚合,合成了13~14m的单分散微球。通过向种子聚合中加入一些功能性的材料如荧光物质等,可方便制备单分散的功能性微球。李倩等_3。]先以无皂乳液聚合法制备出单分散聚苯乙烯种子,然后用邻苯二甲酸二正丁酯为溶胀剂溶胀微球,接着再用混溶的苯乙烯、二乙烯苯、丙烯酸、双键彩色染料及引发剂过氧化苯甲酰溶胀,升温聚合得到粒径400~800nm三种不同颜色的单分散微球,可用于免疫检测。刘宏波等。通过无皂乳液聚合结合种子乳液聚合合成PGMA微球后,使微球的环氧基与乙二胺反应引入一NH,再键合四甲基异硫氰酸罗丹明,制得200 ̄800nm四种不同尺寸的荧光微球。1.4沉淀聚合沉淀聚合过程中,由于初级颗粒缺乏稳定剂稳定,容易聚并造成粒度分散,因此,在制备单分散颗粒时鲜有研究。但近年来相关的研究证明,通过选择合适的溶剂并改变交联剂用量,也能实现单分散性的控制。Takahashi等_3使用乙醇/水为溶剂,偶氮化合物与过℃硫酸钾作为复合引发剂,在5O下或使用紫外线在常温下引发,制备了单分散亚微米级的聚N一异丙基丙烯酰胺(Poly(N-Isopropylacrylamide),PNIPAM)微球。这样合成的微球交联度是不均匀的。他们进一步采用半连续进料的方法,合成了交联密度均匀的PNIPAM微球,该微球具有更好的膨胀性能,且0.1浓度下为透明的,与非均匀交联的混浊态不同。Jin等在乙腈中使用偶氮二异丁腈引发AM和DVB共聚,发现DVB含量(摩尔分数)在2O~75时合成的PAM微球单分散系数从16降至5.5。Berna等使用乙腈和甲苯混合溶剂,丙三醇二丙烯酸酯和MMA为单体,沉淀聚合合成了粒径在3O~1500nm、表面具有羟基和羧基双官能团的聚合物微球。蒋旭红等[3应用乙腈为溶剂,进行GMA和乙二醇二甲基丙烯酸酯(EthyleneGlycolDimethacrylate,EGDMA)沉淀共聚,当EGDMA含量在40~7O时,制备了粒径在“2~3In的GMA微球,且微球的粒径随着交联剂EGDMA含量上升而下降。另外,齐东来等口发展了蒸馏沉淀聚合法,通过苯乙烯在乙腈中沉淀聚合时对乙腈进行适量蒸馏的方法,在交联剂二乙烯苯的含量大于32时,合成了表面光滑的单分散微球。1.5其他聚合方法悬浮聚合的初始液滴较大,在搅拌作用下易剪切分散而使颗粒分布系数增加,因此难于合成单分散颗粒。高瑞昶等[3以乙基纤维素为稳定剂,苯为分散介质合成粒径在150~297 ̄mPAM单分散微球。李红等[4以玉米淀粉的水溶液为分散介质,将玉米淀粉在℃85下先糊化,然后加入其他反应物,在St含量为100材料工程2014年8期7以下制备了分散系数小于0.05、粒径100nm的PS微球。熊颖辉等使用PVA与7%左右的蔗糖做分散介质,合成了粒径为50 ̄70ffm、近单分散的聚苯乙烯微球。另外,Tatsuo等_4。采用阳离子可聚合表面活性剂N,N一二甲基一N一正十二烷基一N一2一甲基丙烯酰氧乙基溴化铵制备St细乳液,合成了单分散的荧光微球。2单分散微球新制备方法2.1膜乳化法Shinzo等为了制备粒径大于10m的单分散微球,提出使用微孔玻璃模制备接近单分散的乳液滴,然后将其加入含有PVA(聚合度2000)的分散介质中,得到均一的微液滴悬浮液,最后转移至反应装置,在低速搅拌(150r/min)下聚合得到微球,微球粒径大小由膜孔径控制。后来,范星河等_4使用同样的悬浮聚合一多孔玻璃膜管制备了单分散性聚苯乙烯微球。近年来,研究者不断探索膜乳化法形成单分散液滴后的处理固化工艺。张琼钢等_4]通过控制分散压力及膜孔径制备单分散的乳液,其内相为溶有PS的℃二氯甲烷液滴,40下二氯甲烷向SDS的水溶液中扩散并逐渐挥发,使PS逐渐析出固化制得了单分散PS微球。Kanakubo等[4阳使用嵌段聚合物辅助的膜乳化/蒸发工艺,成功地一锅合成了亲水聚合物包覆的纳米颗粒,指出分散相溶剂的密度对产生初级液滴的稳定有重要作用。在此基础上,Ito等使用丙交酯和乙交酯为单体,丙酮为分散相,PVA为稳定剂,使用高速均化器制备乳液,在较低气压下(0.02×10~0.11×10Pa)将已分散的乳液挤过膜孔,即得到粒径在200nm左右单分散的纳米颗粒。K6hler等_4胡应用自制的微孔硅片组乳化MMA与偶氮异丁腈的混合液,形成均匀的液滴,通过加热激活聚合反应,制备了60 ̄500nm的PMMA单分散微球,微球的粒径由分散相剪切速率和SDS的量控制。2.2共聚焦一微流化法微流化设备制备的乳液高度单分散,且可以用来合成不同结构的复合乳液。微流化设备最为常用的是“”“”T型和Y型流聚焦接口[493。早在2001年Thorsen等_5研究了T型微流化装置产生的液滴大小与界面—张力、外相黏度、剪切速率的关系;GafidnCalvo等1]通过大量实验研究了毛细管共聚焦产生的单分散微泡直径与气液性质、几何形状及流动参数的函数关系。Oguzhan等【5胡分别用T型接口和改进V型接口微流化装置,控制中间进气接口产生气泡的形成及破裂,合成了粒径在0.1~5m单分散的实心和空心微球,微球的大小和分散性由气压调整。最近,Abate等[5在AdvanceMaterial上报道了应用十字通道的接口合成单分散的双乳液及其成滴机理。微流化技术可将聚合物的合成过程和交联过程分开,有利于微球组成和性质的控制。Tsuda等r5使用“”T接口的装置,以包含细胞的自组装缩氨酸溶液为内相,将粉末状的交联剂分散于油相,将上述液相通过微流化装置后,形成单分散的油包水乳液,粉末状的交联剂逐渐溶于水滴中而形成凝胶颗粒,可以培养活体细胞。Seiffert等。将聚N一异丙基丙烯酰胺半稀释溶液制成液滴后,通过侧基与二甲基马来酰胺在紫外光下交联制备了PNIPAM微球。通过与其他技术相结合,增加微流化技术成熟度,扩大微流化技术的应用。Xiel5在药物一聚合物溶液通过小孔时,应用超短脉冲激光将液流截断成为离散的液滴,最终也得到了单分散的复合颗粒,并通过数模研究影响颗粒产生的参数。Zhang等l5应用流聚焦结合液滴扩散技术,在保持分散相与连续相流速不变时,通过改变多溶素的浓度合成了浓缩的戊二醛交联的近单分散多溶素颗粒,粒径控制在数十微米至几百纳米之间。另外,Yuan等[5报道了应用膜乳化结合微流化技术制备磁性聚合物微球的大规模生产装置。2.3电水力喷雾——层流喷射断裂技术(LaminarJetBreakupTechnique,LJBT)广泛应用于生产颗粒产品,然而产生的液滴在空气中或在向固化容器滴加过程中会聚并,增加颗粒的分散性。针对LJBT技术的这一缺点发展了电水力喷雾技术,该技术使用外加电场阻止带电颗粒的聚并。早在1997年,Calvo等。。研究了电喷雾产生的液滴大小与电流、液体电导等一系列参数的关系。其后,研究人员针对不同的电压及流速,研究了聚合物溶液的八种喷射模式,发现不同模式对颗粒粒径分布有重要影响,只有稳定的锥型喷射可以产生近单分散—的粒径分布。因此锥型喷射模式(ConeJetMode1)—最稳定、最常用,其喷头多为单根毛细管。后来,Pareta等。为了制备核壳式微球,设计了一种同心的双毛细管结构设备,并利用其制备了5~6ffm的单分散聚二甲基硅氧烷包覆的淀粉/牛血清蛋白微球。Kim等I63]发展了三轴电喷雾方法,合成了单分散的三层胶囊结构生物可降解颗粒。电水力雾化技术也存在不同的固化方式。Hogan等_6利用电水力雾化装置,将聚合物PMMA的甲醇/水溶液通过毛细管喷出雾化后,使溶剂迅速蒸发形成单分散的聚合物颗粒,由溶液密度、表面张力、黏度、电第8期单分散聚合物微球的合成方法进展1O1导率及雾化剂的介电常数控制颗粒大小。Pancholi等l6利用超声将壳糖水溶液分散成泡状悬浮液,然后放人注射器,由微量注射泵经毛细管进行电动雾化,使用一定浓度NaOH溶液进行离子诱导交联,制备了一系列粒径小于10/ ̄m的单分散壳糖颗粒,颗粒的分布与壳糖-NaOH溶液的界面张力密切相关。2.4喷墨打印法针对微流化方法中影响共流系统截断成滴的因素较多,出现了喷墨打印法。它采用压电频率控制液流成滴,因此相比微流化方法,喷墨法有以下优点:(1)液滴大小易调整;(2)液一固接触面积小,减小液体高压下经过微孔时产生污染和吸附的可能性;(3)可使用高频率,成滴快。Radulescu等发展了一种非潜入式喷墨打印法,用于合成聚丙交酯一g一乙交酯包覆的紫杉醇颗粒。后来,B6hmer等研制了潜入式喷墨打印设备,使用外置的脉冲发生器产生微液滴,并将喷嘴浸入溶有稳定剂的分散相中产生稳定液滴,然后固化微液滴制备单分散微球,他们使用此方法制备了具有孔隙的双乳液,水凝胶与聚合物的复合物。2.5其他制备方法2.5.1自组装法两亲聚合物的自组装能以一种预想的方式改变纳米结构的空间特征。基本原理:在选择性溶剂中,嵌段共聚物的不溶链段聚集形成纳米颗粒的核,其溶解部分形成颗粒的冠状层。共聚物的分子量、相对嵌段长度、重复单元的化学性质是影响聚合物颗粒外型及大小的重要因素。Huang等使用一系列的两性N一邻—苯二甲酰基壳糖一g一聚己酸内酯(AmphiphilicN————Phthaloy1chitosangPolycapro1actone,PHCSgPCL)分子刷,在水溶液中自组装形成了窄分散的颗粒,颗粒的大小可以由PCL链长、接枝量及分子刷浓度调整。—Sun等[70]应用PSPVP嵌段共聚物的非共价键作用(如氢键、芳香环的丌一丌堆积协助),合成了各向异性的聚合纳米球,指出颗粒的外形取决于结构导向剂的浓度和PVP链段的大小。2.5.2改进的St6ber方法St6ber方法是制备球形硅胶体的一种经典方法。主要原理:在醇水溶剂中碱性催化剂(氨水等)存在条件下,产生硅氧烷的水解与富集。复旦大学的Liu—等[71]通过问苯二酚/甲醛树脂类比硅酸盐的solgel过程,提出了这种制备聚合物球的方法。基本过程是水、醇、间苯二酚、甲醛混合后由于氢键作用形成乳液滴,在氨的催化作用下乳液液滴中发生聚合反应,形成均一的胶体球。这种方法简单而且具有通用性,可以做为一种较经济的制备微球的方法。2.5.3气溶胶一凝胶法气溶胶一凝胶法不需要使用任何表面活性剂,也无—需分离干燥,其中最简单的一种是喷雾风干技术。Esen等r7。应用光聚合技术合成了5~50btm单分散的聚合物颗粒。Gao等。利用改进的振动孔板气溶胶发生器,一定气压下使溶于挥发性溶剂的单体在反应室内形成单分散的小液滴,使用紫外线引发合成粒径在5~100/ ̄m的单分散微球。由振动频率、孔板孔径及气压可实现微球的粒径分布系数小于0.01控制。3结束语单分散聚合物微球由于其特殊的物理化学性质,作为一种新型材料在标准计量、生物医药、电子信息等高新科技领域有广阔的应用前景。尽管近年来国内相关研究发展迅速,但研究者多倾心于传统的聚合方法,主要表现为操作手段的多样化与精细化,而对新的单分散微球制备工艺投入和研发不足,这严重制约着单分散微球的工业化应用。要使单分散微球在现有科技体系中发挥更佳作用且实现其应用价值,应从以下四个方面加以考虑,以便将该领域的研究推向一个更深的层次。(1)针对传统聚合方法加深聚合物成核及颗粒成长机理的研究。通过精细、准确的操作手段抑制二次或多次成核作用,控制成核的均匀性,并实现颗粒的均匀增长。(2)在新技术手段方面,研发单分散液滴的制备方法、形成机制、尺度及结构控制规律以及相关设备,进一步拓展和深化相关理论基础,逐步形成面向工业化的成熟技术体系。(3)从材料体系方面,目前多集中在苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯类单体合成,可进一步加强研究水溶性单体及多元功能单体共聚的单分散微球合成。特别是敏感性、各向异性、多孔及中空等结构和性能多元化的微球可控合成是高分子材料工作者的巨大挑战。(4)从性能和应用方面,提高对单分散聚合物颗粒的结构和性能变化规律以及影响因素的研究,通过优化设计实现性能可控,进而将其应用推向新的高度。参考文献[1]王娟,梁彤祥,李辰砂.单分散聚合物微球的合成技术[J].材料工程,2004,(11):61~64.WANGJ,LIANGTX,LICS.Preparationtechnologiesof—monodispersepolymermicrospheres[J].JournalofMaterialsEn—gineering,2004,(11):6164.[2]段海宝,蔡宇杰,丁先锋,等.粒径单分散高聚物微球制备研究102材料工程2014年8期—进展EJ1.高分子材料科学与工程,2003,19(5):2831.—DUANHB,CAIYJ,DINGXF,eta1.Developmentofsynthesisofmonodispersepolymermicr。spheres[J].PolymerMaterials—ScienceandEngineering。2003,19(5):2831.[3]许涌深,袁才登,王艳君,等.无皂乳液共聚合的动力学和机理—[J].高分子材料科学与工程,2000,16(1):4648.—XUYS,YUANCD,WANGYJ,eta1.Kineticsandmecha——nismofsoapfreeemulsioneopolymerization[J].PolymerMateri—alsScienceandEngineering,2000,16(1):4648.[4]刘艳辉,邵忠财,刘新院,等.用半连续法制备高交联度三维有—序聚苯乙烯微球[J].材料研究学报,2011,25(4):417421.LIUYH。SHAOZC,LIUXY,eta1.Synthesisofhighly—crosslinkedthreedimensionallyorderedpolystyrenemicrospheres——bysemicontinuousmethod[J].ChineseJournalofMaterialsRe—search,2011,25(4):417421.[5]王占丽,刘莲英,邓建平,等.分散聚合制备单分散阳离子型聚—苯乙烯微球[J1.北京化工大学学报,2007,34(1):3943.WANGZI,LIULY,DENGJP,eta1.Monodispersedcationicmicrospheresofpolystyrenepreparedbydispersionpolymerization[J].JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology,2007,—34(1):3943.[6]刘晶冰,燕磊,李名敏,等.单分散共聚微球的制备及其表面性—能[J].北京工业大学学报,2010,36(6):814819.LIUJB,YANI,LIMM,eta1.Preparationandsuperficialpropertiesofmonodispersecopolymermicrospheres[J].Journal—ofBeijingUniversityofTechnology,2010,36(6):814819.[7]INUKAIS,TANMAT,ORIHARAS,eta1.Asimplemethod——forproducingmicronsized,highlymonodispersepolystyreneparticlesinaqueousmedia:effectsofimpellerspeedonparticlesizedistribution[J].ChemicalEngineeringResearchandDesign,—2001,79(8):901905.—[8]GUS,sAKAMOTOT,YAMADAY,eta1.Agitationrequirementforsynthesisofmicron-sizedmonodispersepolymerparticles——insoapfreepolymerizationmethod[J].Colloid&PolymerSci—ence,2007。285(5):581586.—[9]YAMADAY,SAKAMOTOT,GUS,eta1.Soapfreesynthesis—forproducinghighlymonodisperse,micrometersizedpolystyreneparticlesupto6gm[J].JournalofColloidandInterfaceScience,—2005,281(1):249252.—[10]GUS,MOGIT,KONNOM.Preparationofmonodisperse,mi——‘cron-sizedpolystyreneparticleswithsinglestagepolymerizationinaqueousmedia[J].JournalofColloidandInterfaceScience,—1998,207(1):113118.[¨]HUZX,YANGXW,LIUJL,eta1.Aninvestigationofthe——effectofsodiumdodecylsulfateonquasi-emulsifier-freeemulsionpolymerizationforhighlymonodispersepolystyrenenanospheres—[J].EuropeanPolymerJournal,2011,47(1):2430.[12]张凯,傅强,黄渝鸿,等.聚苯乙烯单分散微球粒径可控性探讨—[J].离子交换与吸附,2006,22(2):140145.ZHANGK,FUQ,HUANGYH,eta1.Studyonpreparationofmonodispersepolystyrenemicrosphereswithdesignablesize—[J].IonExchangeandAdsorption,2006,22(2):140145.[13]李艺,李效玉.单分散聚苯乙烯微球的制备及其影响因素的研—究[J].北京化工大学学报,2004,31(5):5356.—LIY,LIXY.Preparationofmonodispersepolystyrenemicro—spheresanditsinfluencefactors[J 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