聚合物纳米粒子制备方法的研究

聚合物纳米粒子制备方法的研究
蒋小余 王 鹏
（同济大学 材料科学与工程学院 上海 201804）
摘 要： 综述聚合物纳米粒子的制备方法。

其制备方法主要有乳液聚合法、有机合成法－合成树枝状聚合物、自组装法、聚合物单分子链交联法。

最后，展望其可能的应用前景。

关键词： 聚合物纳米粒子；乳液聚合；自组装；应用
中图分类号：0484.41 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0420014－01
0 引言
1.4 聚合物单分子链交联法
在以上的几种制备方法中，虽然乳液聚合虽然适用性广，但制备的纳纳米聚合物材料的制备及研究是当前国际前沿研究课题之一。

纳米聚米粒子粒径较大，达五十至数百纳米，并且粒径分布不均匀；而微乳液聚合物是指至少一维尺寸在100 nm 以内的聚合物，包括球状、线状、管状、合方法虽然能制备较小的纳米粒子，但该方法要加入大量的乳化剂与助乳棒状、层状等各种形态的结构。

而聚合物纳米粒子作为纳米聚合物材料的化剂，制备的粒子后处理比较困难；有机合成法主要是合成树枝状大分重要组成部分，具有许多既异于原子和分子又异于宏观样品的性质，其高子。

虽然该方法能制备大小在5-10nm 左右的纳米粒子，但有机合成树枝大的比表面积，稳定的形态结构，良好的加工性能，并易于通过化学或物理分子步骤复杂，通常在反应到4-5代就很难继续控制。

自主装法目前研究的方法进行改性，使其在具有小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应的同的比较热门，体系较多，可制备20-200nm 的纳米粒子。

但如果想要制备大时，还具有其它特定功能，如光、电、磁、催化及生物活性功能。

在医学小在20nm 以下的纳米粒子还是很困难的。

因此，利用带某些可交联基团的免疫、生物工程、高效催化、航天能源以及微电子领域有着极其广阔的应聚合物单分子链在稀溶液中自交联的特性，可以制备尺寸大小在20nm 以下用前景。

的聚合物纳米粒子。

例如，Hawker[4]等以乙烯基苯并环丁烯（BCB ）为交1 聚合物纳米粒子的制备方法
联单体，将其与苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯共聚，再通过苯并环丁烯在加热1.1 乳液聚合法[1]
条件下开环交联制得粒径大小在5-10nm 的单分子纳米粒子。

Hawker[5]等单体在水介质中由乳化剂分散成乳液状态的聚合称为乳液聚合，聚合也通过RAFT 聚合合成带（NCO ）基团的共聚物，然后加入带二胺的单体，体系的基本组成是单体、水、引发剂、乳化剂。

乳液聚合法是制备聚合物通过（NCO ）基与（NH 2）基的反应，在室温下，实现分子单链内交联，成的主要方法之一。

同其它聚合技术相比，乳液法具有许多优点：粘度低、功的合成大小在5-15nm 大小的纳米粒子。

易散热、以水为介质、生产安全、环境污染小、成本低廉。

这些宝贵的特 2 展望
点赋予乳液聚合方法以强大的生命力。

采用不同的乳液聚合方法，如超声聚合物纳米粒子作为新兴的功能材料，其制备与应用已渗透到生物医波、微波加热、辐射聚合以及半连续的乳液聚合等方法可以合成纳米级聚学、电磁学、光学、化学、机械学、太阳能电池等多个领域之中。

目前，合物。

吴奇[2]等利用微波加热合成粒径小于100nm 的聚苯乙烯微粒，与传聚合物纳米粒子的合成方法不断更新，通过将乳液聚合与RAFT 、ATRP 结统乳液聚合相比，聚合需要的时间大大缩短，粒径分布窄。

合；模板法与自组装法结合、单分子交联法与活性聚合技术相结合等，许1.2 自组装法[3]
多具有新特性、新用途的聚合物纳米粒子被合成。

此外，将不同功能性组自组装法是指聚合物分子在氢键、静电吸引、范德华力和疏水缔合等分组合到聚合物纳米粒子中，将赋予纳米粒子特殊的功能，具有的特殊应作用下，自发的构成具有特殊结构和功能的聚合物纳米胶束。

纳米结构的用前景。

自组装体系的组成有两个重要条件：1）是有足够的非共价键或氢键存在；2）是自组装体系能量低。

参考文献：
两亲嵌段共聚物或接枝共聚物在水介质中自组装形成具有核壳结构的[1]徐祖顺、易昌风，聚合物纳米粒子[M].化学工业出版社，2006.纳米粒子，粒子内核由共聚物中憎水链段聚集而成，外壳则由亲水链段形[2]Zhang WM ，Gao J ，Wu C. Macromolecules ，1997，30：6388-6390.成，亲水链段通常具有生物相容性并对粒子在水中起立体稳定作用，在亲[3]沈艳华，湖北大学硕士论文，聚合物纳米粒子的制备及自组装研究水链末端还可引入活性基团，以连接其它功能性组分。

[D].2005，06.
1.3 有机合成法－合成树枝状聚合物[1]
[4]J.Benjamin Beck.，Kato L. Killops.，Taegon Kang ，Kulandaivelu 改进的乳液聚合法、无皂乳液聚合法、微乳液聚合法可方便制得聚合Sivanandan.；Andrea Bayles.；Michael E. Mackay.；Karen L.Wooley.；物乳液纳米粒子，但难以制得大小均一的聚合物乳液纳米粒子。

通过有机Craig J. Hawker.Macromolecules ，2009，42，5629-5635.
合成的方法可以得到单分散纳米级尺寸的大分子，树枝状大分子的合成就[5]Harth.E.；Horn. B. V.；Hawker.J.C.；Lee. V. Y.；Germack.D. 是其中的典型代表。

S.；Gonzales .C.P.；Miller. R. D.；Hawker.C. J. J.Am.Chem.Soc.2002，树枝状大分子亦称树形大分子或树形聚合物。

树形大分子结构规整、124，8653-8660.
精致、高度对称；分子体积、形状及功能基种类、数目都可精确控制；分子量分布可达单分散性；表面功能基团密度很高；球状分子外紧内松，内作者简介：
蒋小余（1987-），男，四川南充人，同济大学材料科学与工程学院，材部空腔可调节。

树形聚合物分子可在分散相中分散成1-10nm 大小且单分散料学专业硕士研究生，研究方向：通过点击化学合成聚合物纳米粒子。

的纳米粒子。

参考文献：
555定时器功能简单但是可以构成的电路有很多种。

本文电路由简单[1]汪红等，《电子技术》，电子工业出版社，2004年7月.
到复杂，意在培养学生对于电路的分析能力，加强对于基础的深刻理解。

[2]陈兆仁等，《电子技术基础实验研究与设计》，电子工业出版社，进而可以设计出更多实用和功能复杂的电路。

2000年1月
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（上接第31页）。