PMMA微球是什么?

    PMMA微球是什么?

    PMMA 微球,即聚甲基丙烯酸甲酯微球,由 MMA(甲基丙烯酸甲酯)单体悬浮聚合而成的白色粉末颗粒。由于具有比表面积大、吸附性强、凝聚作用大以及表面反应能力强等特异性质被应用于化妆品,薄膜,涂料,油漆,层析法介质以及光学材料等领域。通过表面修饰,可制备出不同功能基团的 PMMA 微球,包括 PMMA 羧基微球.PMMA 氨基微球和 PMMA 环氧基微球。同时根据应用需求,也可制备出不同交联度的 PMMA 微球。PMMA 微球具有粒径分布均一、易分散、良好的耐温性、耐溶剂性、良好的机械强度等特点。判断其质量的主要指标为粒径、交联度、外观、pH、密度、含水量、吸油量、折射率、分解温度。影响粒径及粒径分布的影响因素

    (1)分散剂与共稳定剂

    分散聚合中,分散稳定剂(dispersion stabilizer)亦称为立构稳定剂(stericstabilizer)是分散聚合中的一个不可缺少的组分。合适的分散剂应该具有较强的吸附能力,以免从粒子表面脱吸或在两个粒子碰撞时被取代,并能在介质中舒展,即尽可能对表面进行充分的覆盖。而聚合物粒子借助干分散剂的空间位阳效应分散在介质中,形成稳定的分散体系,分散剂与孚液聚合中的表面活性剂不同,一方面,它属干立构稳定,主要靠空间位障作用而不是靠表面张力的降低或静电作用来稳定微粒;另一方面,为了能得到单分散的产物,不允许有象乳液聚合中那样的胶束存在,避免由于同时有均相成核和胶束成核两种成核机制而影响结果的单分散性。

    (2)引发剂分散聚合多用油溶性引发剂。

    如偶氮类的偶氨二异丁腈(AIBN)和偶氨二异庚腈(ADVN)[2]及过氧化二苯甲酰(BPO)。引发剂决定自由基的形成速率和浓度,从而影响介质的粘度,改变成核期的长短,决定粒径和粒径分布。对 SUIZ,醇/PVP 聚合体系,实验表明,在 BPO偶氨(2-甲基丁腈)(AMBN)、偶氨(4-氰戊酸)(ACPA)、AIBN、ADVN 五种引发剂中,活性很小的 BPO 和活性较大的 ADVN 在实验条件下得不到单分散的结果。这被认为是自由基产生速率与分散剂的被吸收速率不几配所致。自由基产生速率大,初期核形成速率快,但分散剂的被吸收速率跟不上,粒子间的聚并增多,产生大粒子的同时,微粒增长期间二次成核可能性也提高,使垃径分布加宽;但是若自由基产生速率慢,倾向于产生更小的核,然而成核期也将持续很长,导致粒径分布加宽。提高引发剂用量其作用同增大引发剂活性相似。


    (3)聚合介质

    分散聚合要求所用的分散介质能溶解单体、稳定剂和引发剂,而不溶所生成的聚合物。所以介质的溶解能力是控制粒径的重要参数。在分散聚合系统中,起初单体的存在 (如 MMA),对聚合物(如 PMMA)而言是良溶剂,但随着反应的进行,单体被消耗,对聚合物的溶解能力降低,这种状况有一临界点,在该点,聚合物不溶,形成核(即增长粒子)。这些核相互团聚的程度取决与分散介质对分散剂的溶解能力,而溶剂中的稳定剂被吸附在增长粒子表面,单体由于扩散作用进入粒子,聚合反应发生在聚集单体的液滴内(这也可以解释在一些反应中出现的凝胶效应以及聚合生成的高分子量聚合物)。从这些机理中,我们认为聚合个在分散聚合中的重要性在于对单体、稳定剂、聚合物的溶解能力以及所造成的聚合发生场所的转变而影响粒径大小和粒子的分子量。


    (4)聚合温度

    聚合温度的影响不是单方面的,聚合温度升高,会引起体系下列变化:①由干连续相溶解性提高,是溶液连续相中聚合物的临界链长变大;②引发剂分解速率增加,链增长速率增加,使析出的齐聚物浓度增加;③分散剂溶解度增加,使分散剂吸附速率下降;④连续相粘度下降。所有这些变化都倾向于使粒径变大。事实上,St/乙醇-水/PAA 在 65℃~800,StU/乙醇-MeCell/HPC在55℃~80℃7,St/乙醇/HPC在60~80,MMA/甲醇/PVPK-30在50℃~60℃I之间的聚合均表明粒径随温度上升而增大。但温度升高,也会使体系不稳定,粒径分布变宽。

    参考文献

    [1] 赵彬.分散聚合法制备微米级单分散 PMMA 微球[D].北京化工大学,2001.

    [2]李宇轩,赵汀红,制备球径可控的单分散 PMMA 微球.工业催化 2021.29(08):62-67.