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3.2.3 离子强度对PMMA微球粒径的影响 17
3.2.4 助溶剂浓度对PMMA微球粒径的影响 20
3.4 示差扫描量热法测试分析 22
3.5 热失重测试分析 23
3.6 本章小结 24
结论 25
致谢 26
参考文献 27
附录 30
1 绪论
1.1 概述
单分散微纳米级的聚合物微球具有许多优异的性质，如微球尺寸较小，较为规则，吸附能力强，比表面积大，分子量可调控，表面易于引入多种反应基团等，近年来已经越来越受到人们的关注[1-4]。聚合物微球的制备方法主要有以下几种：乳液聚合、种子溶胀聚合[5]和分散聚合[6]等。根据聚合物微球的粒径和形态的具体要求，所选择的聚合工艺也不尽相同。传统的乳液聚合存在着一些不可避免的缺点[7-10]，比如乳化剂往往带有亲水性，并不参与聚合反应，聚合反应完成后，容易残留在乳液中，造成乳液纯度不高，后处理费时费力。同时，乳化剂有起泡性，易使制得的产品产生泡沫而得不到理想的效果。另外，乳化剂的购置需要一定的费用，这也使乳液聚合变得更加需要成本。
鉴于以上原因，无皂乳液聚合技术慢慢走进人们的视野[11]。无皂乳液聚合，即指在反应过程中不加入乳化剂，或是加入极少量的乳化剂(其浓度小于临界胶束浓度CMC)的乳液聚合过程，制得的乳胶粒子表面干净，分散性好且粒径较小，能减弱乳化剂对微球粒子的物理、化学性能以及表面性能等方面的不良作用[12]。因此，无皂乳液聚合技术越来越受到重视，进入快速发展的时期，并广泛应用于医学、化工、电子、生物等领域[13]。无皂乳液聚合技术不仅可以用于制单分散的聚合物微球[14]，还可用于合成涂料、粘合剂[15]以及含有无机填料和聚合物的均匀分散的复合材料等。此外，在喷墨、印刷和制备胶片的增色剂等方面也取得了相当的进展。
无皂乳液聚合是制备单分散聚合物微球的重要方法，在具体的聚合反应中，适当改变单体的量、引发剂的浓度以及助溶剂的量、离子强度等可以制得不同粒径分布的聚合物微球，而不同粒径的聚合物微球可应用于催化剂、水性涂料、色谱柱填料、聚合物改性等领域。如今，如何更好地控制微球的粒径分布并使聚合反应体系更稳定以提高乳液性能已成为人们研究的重点。
综上所述，本文将采用无皂乳液聚合的方法制备单分散的微纳米级聚甲基丙烯酸甲酯，并研究单体用量、引发剂浓度、离子强度以及助溶剂丙酮等实验条件的改变对聚合反应的单体转化率以及微球粒径的影响。
1.2 无皂乳液聚合
无皂乳液聚合相比于传统的乳液聚合，具有独特的优势[16]：体系中不含乳化剂，提高了聚合物的纯度，粒子表面变得干净，同时也减弱了了乳化剂对聚合物微球的物理、化学性能、电性能、耐水性等方面的影响[17]；聚合过程中不使用乳化剂也减少了乳液后处理的繁琐，降低了工艺成本。另外，通过无皂乳液聚合制备出来的乳胶粒子单一分散，同时消除了乳化剂对生态的污染。近些年来，提高无皂乳液固含量的技术研究在逐渐深入，使得无皂乳液聚合除了在理论方面有了更多进展，也在多个应用领域呈现出了巨大的研究价值。
1.2.1 无皂乳液聚合机理
经典乳液聚合依靠体系中高浓度的乳化剂来文持稳定，并按照胶束成核机理反应。而无皂乳液聚合与之的区别是完全不含或仅加入微量的乳化剂，这导致其成核机理及乳液稳定条件和经典乳液聚合存在差异，目前，普遍被人们所接受的观点有两种：“均相沉淀成核机理”[18]和“齐聚物胶束成核机理”[19]。