高内相比乳液法制备多孔材料机理研究

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1、泰山医学院本科生毕业设计（论文）开题报告题目：高内相比乳液法制备多孔材料机理研究院（部）系化学与化学工程学院所学专业高分子材料与工程年级、班级2003级学号3030311020学生姓名徐娟指导教师姓名专业技术职务常海涛讲师所属学科高分子材料与工程2007年3月19日说明1．毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求指导教师意见，讨论立题与整个毕业设计（论文）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料。开题报告可在教研室或院（部）系范围内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加，报告最迟在毕业实习前完成。2．本表在开题报告通过论证后填写，一式三份。本人、指导教师、所在教学院（部）

2、系各一份。3．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的撰写中指导教师只可提示，不可包办代替。4．无开题报告者不得申请答辩。5．本表打印或用黑色笔填写。一、选题依据（拟开展研究项目的目的、意义）高内相比乳液[HighInternalPhaseEmulsion(HIPE)]又称高浓乳液，是指内相（分散相）的体积分数在74％以上，甚至高达99％的乳液，最早是由Lissant[1]在20世纪60年代提出的。普通乳液体系中分散相的体积分数一般为30%--40%，最高可达50%左右，分散相

3、液滴以互不相连的球状分散在连续相中。如果继续向普通乳液中滴加分散相组分，当分散相液滴紧密堆积成为相互连接球状时，这时分散相的体积分数为74％。随着分散相组分的进一步增加，液滴间由于相互挤压而成为被含有表面活性剂的连续相薄膜隔离的多面体形状液泡。高内相比乳液模板法制备多孔材料是将高内相比乳液的连续相作为聚合相，在一定温度下进行聚合反应，聚合结束后经洗涤干燥即可得到多孔结构的聚合物材料。与其它制备多孔材料的方法如反相法、相分离法、溶剂致孔法等相比，高内相比乳液模板法具有可精确控制孔及通道直径的大小和分布的优点。由于高内相比乳液中内相的微粒可在10～1000nm之间变化，且粒径和分布可控，因

4、而可用来制备泡孔直径在10～1000nm之间的各种直径的多孔材料。1982年以来，Barby[2]等先后用高内相比乳液模板法合成了聚苯乙烯－二乙烯基苯等各种多孔材料。由于这种材料具有比表面积大、泡孔及通道直径可控等优点，可用来制作催化剂载体、液相色谱仪的固定相、有机化学品的清除剂、生物医学材料、电化学传感器等，有着广泛的应用前景，已发展成为21世纪备受人们关注的研究领域之一。采用高内相比乳液作模板可以制备具有特定泡孔尺寸和通道尺寸的多孔材料，这是一条简单易行、可以大批量生产并且可以调控泡孔形态的新方法，为可控合成多孔材料开辟了一条新的途径。随着对合成机理研究的深入进行,预计越来越多种类

5、的新型高分子多孔材料将被制备出来。随着进一步提高这类多孔材料的机械强度、热氧化性能以及功能化，其应用领域将被广泛扩展。因此，采用高内相比乳液作模板制备多孔材料的研究，将越来越引起人们的重视，成为充满活力和应用前景的重要研究方向之一。二、文献综述内容（在充分搜集研究主题相关资料基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献）2000年，Barbetta等[3]制备了聚二乙烯基苯－对氯甲基苯乙烯多孔材料。发现对氯甲基苯乙烯(VBC)含量的提高，可使泡孔的直径减小，原因是VBC分子会在界面层上与乳化剂分子发生共吸附作用，从而降低界面张力，增加乳液的稳定性，使分散相

6、的直径减小，最终导致泡孔直径减小。1997年，Cameron等[4]研究了聚甲基丙烯酸甲酯多孔材料的合成。由于甲基丙烯酸甲酯（MMA）具有中等程度的疏水性，难以与水形成稳定的油/水乳液体系，在凝胶点前往往就已经发生了相分离，较难制得理想的多孔材料。因此，用油包水（W/O）乳液体系制备理想的多孔材料，要求连续相单体具有较高的疏水性。在乳液体系的有机相中加入非反应性溶剂又称致孔剂，对多孔材料的性能也有重要的影响。2004年，AndreaBarbetta等[5]研究了致孔剂甲苯、氯苯、2－氯乙基苯、1，2－二氯苯等对聚苯乙烯多孔材料性能的影响。研究发现，致孔剂对多孔材料性能的影响可总结为以下

7、三个方面：（1）致孔剂与聚苯乙烯之间的相容性。致孔剂与聚苯乙烯之间的溶度参数越接近，两者之间的相溶性越好，制得的多孔材料的比表面积越高；（2）致孔剂的表面活性。极性分子更容易插入界面上的表面活性剂分子之间，一方面，降低了界面张力，另一方面，形成了更加致密的界面膜，降低了奥斯特瓦尔德效应，制得的多孔材料的孔径变小。（3）致孔剂的极性。极性越大，致孔剂越容易通过氢键结合更多的水，反应中水与有机相更容易发生相分离，制得的多孔材料的表面积减小。参考文献