论文部分内容阅读
核壳复合微球是由两种不同结构的物质通过物理或化学作用连接而成。因此,核壳复合微球结合了两种或者多种不同物质的特性,可实现材料的多功能性。而Pickering模板法制备核壳复合微球可以根据自己意愿设计并改造复合微球的结构,因此研究Pickering乳液模板法制备功能性复合微球具有重要的理论意义和应用价值。本文以Pickering乳液模板法制备了聚苯乙烯(PSt)/石墨烯复合微球,并探究了不同条件下聚合物微球结构与形貌的变化。其后,以聚苯乙烯复合微球为模板,制备了聚苯胺(PANi)为壳、复合微球为核的核壳结构微球,具体内容如下:1、通过改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)、并以此二维纳米材料为稳定剂,制备了苯乙烯(St)/水Pickering乳液,接着采用偶氮二异丁腈(AIBN)引发油相聚合,成功制备了以GO为壳、PSt为核的特殊结构微球。并通过FTIR、XRD、Raman、DLS、TGA、DSC、SEM、接触角等测试表征GO、PSt/GO复合微球的结构与形貌,探究了GO固体颗粒浓度、引发剂种类、反应条件(温度、气体氛围)对PSt/GO复合微球结构与形貌的影响。研究结果表明:由改进Hummers法制备GO稳定的Pickering乳液,稳定性不高却能通过聚合形成稳定的PSt/GO乳胶体系;TGA测试表明,当GO用量为0.3wt%,PSt/GO复合微球的Ti比PSt微球提高了10oC。2、采用十二胺修饰GO得到改性GO(NGO),将其超声分散在苯乙烯中获得复合苯乙烯单体(NGO-St),然后以HDMS改性的SiO2(HSiO2)为稳定剂,制备了NGO-St/水Pickering乳液;接着通过AIBN引发油相聚合,成功制备了以HSiO2为壳、NGO-PSt为核的特殊结构微球。并通过FTIR、XRD、Raman、DLS、TGA、DSC、SEM、接触角等测试表征了HSiO2、NGO和HSiO2/PSt/NGO复合微球的结构与形貌,探究了HSiO2固体颗粒浓度、引发剂种类、水相pH对Pickering乳液的稳定性与HSiO2/PSt/NGO复合微球结构与形貌的影响,并根据结果探讨了Pickering乳液聚合机理。研究结果表明:当水相pH=3时,HSiO2颗粒浓度越大,Pickering乳液的稳定性越好;TGA测试表明,HSiO2/PSt/NGO复合微球Ti比纯PSt微球提高了40oC。3、以上文制备的HSiO2/PSt复合微球为模板,成功制备了PANi/改性石墨烯空心微球。并探究了苯胺(An)/PSt的比例、引发剂用量、PGO的引入对PANi/改性石墨烯空心微球的结构与形貌的影响;并通过FTIR、XRD、Raman、DLS、TGA、DSC、SEM等测试表征了PGO、PANi/石墨烯空心微球的结构与形貌。研究结果表明:通过简单的控制苯胺(An)/PSt的比例,可以有效改变PANi空心微球的表面形貌;且PGO有效的接枝到PANi空心微球的表面;PANi的空心结构和PGO的引入均可增加PANi的电化学活性。