乳液聚合发展现状

乳液聚合技术研究方向

1.一步法制备大粒径、窄分布、高固含量乳液

大粒径聚合物乳液在涂料、粘合剂、塑料增韧剂以及造纸方面都有着重要的应用背景。目前制备大粒径聚合物乳胶粒子的方法有两种：一种是扩径法，即利用多步种子溶胀技术，以半连续乳液聚合技术为实际操作方式进行多步溶胀扩径，这种方法的优势在于粒子尺寸控制精确、产品稳定性好，而缺点在于生产工艺繁杂、生产周期长、设备使用率低；另一种方法是附聚法，附聚法可以分成物理附聚和化学附聚，其优点在于生产效率高，而不足之处在于其产品粒径分布控制性差，且产品的稳定性差。因此，开发出一种生产周期短、设备使用效率高、粒径控制精确度高的聚合方法是乳液聚合未来发展的趋势之一。一步法制备大粒径、窄分布、高固含量乳液技术是利用粒子聚并机理，采用控制聚并程度的方法来控制粒子的尺寸，达到了生产效率高，聚合周期短，产品稳定性好，且粒径控制性好的优点，是一种可以进行实际生产放大的应用型创新技术。

2.乳液聚合技术制备无机/有机杂化材料

无机/有机杂化微球兼顾了无机材料和有机材料的双重性质，常见的无机/有机材料有SiO2/PS、Fe3O4/PS等。无机材料的加入可以降低乳液的粘稠度，提高乳胶粒子自身的模量，促使乳胶粒子功能化。如利用乳液聚合技术制备的以Fe3O4/PS杂化乳液具有很好的电子屏蔽效果，可以作为电磁材料图层等。开发无机/有机乳液杂化材料的关键技术在于制备出纳米或微米级别的无机粒子，再进行表面进行功能化，通过乳液接枝的方法在上面接枝一层聚合物制备出分散性能较好的稳定乳液，这种聚合技术已经实现可叫规模的工业生产。但目前存在的主要问题是粒子包裹的效率低，包裹的含量低以及产品的稳定性差等。

3.各项异性聚合物乳胶粒子（Janus粒子）

传统的高分子微球是指直径在纳米到微米尺度,形状为球形的高分子聚集体,在生物技术、医药卫生、情报信息、分析计量及色谱分离等科技领域得到越来越广泛的应用，由于界面自由能的影响,普通方法制备出的聚合物微球均是球形或表面化学组成是均匀的(各向同性)，然而,随着研究的深入,理论计算的结果表明各向异性微球(通常称为Janus微球)，由于Janus微球拥有特殊的形态或化学组成,所以此类微球具有独特的物理化学性质。由于此类微球拥有特殊的形态,在高剪

切力下粘度比，普通球形微球低,加工容易,并且在纸张光泽!印刷光泽以及光散射性等方面也比普通球形微球好；另外,Janus微球在其自组装方面也具有重要的应用前景, 如在新型乳化剂、分子识别和生物智能材料等方面潜力巨大。因此,对Janus微球的制备和形态控制机理及其自组装研究,无论在基础研究还是在实际应用上都具有重要意义。Janus粒子的最简单制备可以通过乳液聚合技术和相分离进行制备，先利用乳液聚合技术制备出多种成分的乳胶粒子，利用两种或多种成分之间的相分离来实现粒子结构的控制，最后制备出其热力学稳定的聚合物粒子。

4.制备中空聚合物微球

中空微纳材料拥有很多特性,例如低密度、高比表面积、低热膨胀系数及折射指数,这使得它们能够被应用到广泛的领域中,例如催化载体、防反射表面涂层及可充电电池等。同时,中空材料的空腔可以包覆敏感材料,例如医疗焚光标记物、场反应试剂等,同时也己经被许多课题组用于药物传输和生物医药成像领域的研究中。中空材料合成方面的巨大发展,大大提高了人们调节其力学、光学、电学、化学及其它性质的能力。利用硬的粒子材料作为模板来制备中空结构是非常直接的想法,它包括以下四个步骤:1)硬模板的制备;2)模板表面的功能化或者改性得到所需的表面化学性质;3)通过各种方法在硬模板表面包覆所需材料或者其前驱体,通过后处理形成设计的壳层;4)选择性移除内部硬模板而获得中空微球结构。最常使用的硬模板包括单分散聚合物胶体粒子,这些模板有许多的优势,包括很窄的尺寸分布,容易大量制备,各种尺寸的都可以通过购买获得,合成也比较容易。而这些乳胶粒子的制备都可以通过乳液聚合技术进行制备。