大粒径聚苯乙烯微球的悬浮聚合反应历程研究

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1、学术论文RESEARCH*大粒径聚苯乙烯微球的悬浮聚合反应历程研究StudyonReactionProgressofSuspensionPolymerizationofLarge-SizedPSMicrosphere南昌航空大学航空制造工程学院周学礼李鑫鲁世强北京航空材料研究院钢与稀贵金属研究所祁洪飞刘大博[1-2][摘要]采用悬浮聚合方法制备了粒径约为表面活性大及球形度高等特性，在生物医药、标准粒100~120μm的聚苯乙烯（PS）微球。通过在聚合过程子、光子晶体、胶体晶体模板等领域有着广泛的应用前[3-6]中逐步取样，并结合扫描电子显微镜（SEM）及光学显景。尤其是大粒径（d=

2、100~120μm）PS微球作为构微镜（OM）等手段研究了样品在不同聚合时期中的微筑3D蜂窝结构必需的功能性模板材料，在航空、航天观形貌、粒径及其分布的情况，讨论了悬浮聚合制备大及催化领域有着重要应用。由于PS微球的单分散性能粒径PS微球的反应历程。结果表明：大粒径PS微球是其在诸多领域获得应用的必要前提，因此对于其粒径[7-8]的悬浮聚合过程主要经历3阶段：液—液分散期、粒子及形貌的精确控制成为研究重点。但是，该领域的[9-10]增长期和粒子恒定期，在特定的聚合时期，微球的生长研究主要集中在小粒径尺度（即d＜10μm），对于方式和微观形貌有显著不同。在不同生长时期内通过100~1

3、20μm微球制备及形貌控制的研究少有报道，这在对聚合反应条件的选择性调节，可实现对最终PS微球很大程度上限制了其应用。的形貌、粒径及其分布的有效控制。悬浮聚合具有聚合热易散发、体系黏度变化小及温[11]关键词：聚苯乙烯微球悬浮聚合微观形貌反度易控制等优点，是制备大粒径微球的理想方法。但应历程存在如下问题，如所微球的粒径不易控制，分散性能差且[ABSTRACT]Polystyrene(PS)microsphereswith常伴有粗粉料产生。迄今为止，制备粒径分布均匀，大小[12-14]diameterabout100~120μmissynthesizedbysuspension可控的

4、大粒径PS微球仍然是该领域的瓶颈技术。polymerizationmethod.Inordertoresearchthereaction本文追踪考察了悬浮聚合过程中相应微球的形貌progress,micromorphology,diameterandsizedistribu-变化。根据其微观结构特征，对100~120μmPS微球的tionofPSmicrospheresobtainedbystepwisesampling生长过程进行了分期，并研究了其反应历程，探究了大ingrowthprocessarecharacterizedbymeansofscanning粒径PS微球粒径及其

5、分布的关键影响期及影响因素。electronmicroscope(SEM)andopticalmicroscope(OM).以期为航空用3D蜂窝结构的构筑提供有力的技术支撑。TheresultsindicatethatthegrowthofPSmicrospheres1试验材料及方法mainlyexperiencesthreestages,includingtheperiodofliquid-liquiddispersion,theperiodofgrowthandthepe-1.1试剂riodofstability.Thegrowthmodeandmicromorphology苯

6、乙烯（St，国药集团化学试剂有限公司）、过氧化ofPSmicrospheresaresignificantlydifferentinspecific苯甲酰（BPO，国药集团化学试剂有限公司）、聚乙烯醇period.Intimesofregulatingthereactionconditionsselec--124（PVA-124，国药集团化学试剂有限公司）、氢氧化tivity,themorphology,diameterandsizedistributioncan钠（NaOH，国药集团化学试剂有限公司）均为分析纯级becontrolledundervariousprocessofs

7、uspensionpolym-化学试剂；实验用水均为去离子水，自制。除苯乙烯外，erizationeffectively.所有试剂均直接使用，无需进一步纯化处理。Keywords:PolystyrenespheresSuspensionpo-1.2大粒径PS微球的制备lymerizationMicromorphologyReactionprogress将一定量的苯乙烯倒入分液漏斗，依次用0.1mol/LDOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015