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无机纳米粒子/聚合物复合微球作为一种新型材料,在光电材料、生物、医药和塑料、涂料等许多领域都具有重要的应用价值和前景,已成为近年来高分子领域的研究热点。
本文制备了TiO2、ZnS和CdS三种无机纳米粒子。为了实现在纳米粒子表面引发光聚合,制备了带光引发基团的表面改性剂和包覆剂,并分别引入接枝于纳米TiO2粒子和纳米ZnS粒子表面。通过XRD、FEM、UV和红外等对所得纳米粒子的结构和形态进行了表征。
将改性的纳米粒子分散在以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,乙烯基吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,乙醇/水混合溶剂为反应介质的体系中,进行光引发聚合,从而得到粒径分布较窄的无机纳米粒子/PMMA复合微球。利用热重法(TG)考察了无机纳米粒子浓度变化对微球内纳米晶含量的影响。结果表明,PMMA复合微球内的纳米TiO2粒子、纳米ZnS粒子含量分别随着改性后纳米TiO2粒子、改性纳米ZnS粒子的投料量的增加而增加。而对于CdS/PMMA复合微球来说,随着纳米CdS粒子投料量的增加,复合微球内部包覆CdS的含量先增加,后减少。研究还显示,PMMA复合微球包覆纳米ZnS、CdS粒子时,粒子部分位于微球表面,部分位于微球内部。
通过FE-SEM的方法研究了无机纳米粒子表面改性对微球粒径和形貌的影响。我们发现,随着Zi02(H)-IPTS-2959投料量的逐渐增大,PMMA复合微球的平均粒径逐渐减小。相反,PMMA复合微球的平均粒径与CdS-A的投料量成正比。但两者的规整性、单分散性和微球表面的光滑程度均随投料量的增大出现下降的趋势。FE-SEM研究还表明,随着改性纳米ZnS粒子投料量的增加,复合微球的形貌改善,规整性提高,平均粒径增大。