软硬度可控胶体粒子的制备及应用

【摘要】近年来，在软物质研究领域中，软胶体粒子越来越受到人们的关注。相比硬胶体粒子，软胶体粒子具有独特的性质，包括变形性，粘附性，吸胀性，刺激响应性和独特的流变性能，这些性质都与软胶体粒子的柔软性密切相关。具有不同的柔软性的胶体粒子在光子晶体，药物运输/释放，响应材料和模拟分子以及原子相行为领域有着广泛的潜在应用。目前制备软胶体粒子的方法有以下三种：（1）核壳聚合法；（2）微流体通道法；（3）控制交联剂浓度的乳液聚合法等。比如核壳聚合法制备软胶体粒子首先制备种子粒子核，再包裹柔性聚合物，这种方法过程复杂繁琐。微流体通道法制备的粒子粒径太大且产率低，不便于实际应用。而控制交联剂浓度乳液聚合法，能大量制备软胶体粒子，但却无法精确控制胶体粒子的柔软性。总的来说，还没有一种比较完美的方法，能简单高效精确制备各种柔软性的胶体粒子。因此有必要挖掘和探索新的制备各种柔软性胶体粒子的方法。本文中我们采用一种新颖的、简便的方法来制备各种软硬度可控的胶体粒子，这种方法既保留了经典乳液聚合批量生产的优点，又能突破其他方法的缺点。我们的方法是：首先，通过水解和缩聚聚合反应得到一种有机硅油滴；然后，以硅油滴为种子，在接下来的乳液聚合阶段中，通过调节引发剂浓度来控制胶体粒子的柔软度。而且，在制备有机硅油滴阶段可以通过改变单体和催化剂的比例来调节最终胶体粒子的大小。这种胶体粒子除了软硬度可控外，其粒子表面还具有功能性双键，因此能结合其它单体和聚合物，方便对胶体粒子进行修饰，有效的扩展了其应用。本文还探讨了软硬度不同的胶体粒子的应用。这种胶体粒子因其柔软度不一样，在抑制咖啡环效应（coffee-ringeffect）方面表现出不同的效果。随着胶体粒子的软度增加，能明显看到抑制咖啡环效应，形成均匀的涂层。而且，软硬度不同的胶体粒子掺杂到硬球胶体粒子中也能影响硬球的咖啡环效应。总而言之，我们提出了一种方便、新颖的方法制备软硬度不同的胶体粒子，这种方法能精确控制胶体粒子的柔软性，并且软球胶体粒子表面带有双键，因而能被其他单体和聚合物修饰，具有很多潜在的应用。软球胶体粒子也能有效抑制咖啡环效应，将在油漆，涂料等化工领域发挥实际作用。
【作者】罗富华；
【导师】张泽新；
【作者基本信息】苏州大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】胶体粒子；咖啡环；软硬度；

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