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毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1.1 引言
步入21世纪，信息、生物、能源、环境都出现了高速发展的趋势，这就对材料的设计和制备工艺提出了新的要求。材料化学工程学科的发展方向之一为通过对材料制备过程的工艺-微结构-性能关系的研究，达到目标材料结构与性能的调控。胶体光子晶体材料是一类重要的有序微结构材料，因其独有的光学衍射特征与长程有序的结构特性长期以来受到广泛关注。
1.2单分散性粒子的特性
单分散粒子是大小均一，稳定无团聚的微球，它具有比表面积大，吸附性强，凝聚作用大和表面反应能力强等特性，以及人们根据不同的用途而赋予它各种性质如生物特异结合性，中空多孔性，磁性，荧光性等，在标准计量，医学和生物化学，分析化学，化学工业，电子信息产业等领域有广泛的用途。
单分散粒子由于其独特的尺寸效应和可功能化性质，已成为纳米技术和纳米科学发展史上一个重要的里程碑。目前常用的单分散粒子主要有以二氧化硅（SiO2）为代表的无机胶体粒子以及以聚苯乙烯（PS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为代表的聚合物微球。制备无机胶体粒子常用的方法是控制单体加入反应体系的滴加速度，以分开胶粒成核和核增长两个过程，从而减少核减少阶段二次成核的几率。
1.3单分散聚合物的合成及其自组装的研究进展
由于聚合物单体性质的差异和对粒子粒径等方面的不同要求使得聚合物微球的制备方法差异很大（如表1-1所示）。聚合物微球的制备方法主要有乳液聚合，分散聚合，悬浮聚合及其相应衍生的聚合方法，如无皂液聚合，种子乳液聚合，种子溶胀法，无重力分散聚合，反向悬浮聚合等等。乳液聚合法和悬浮聚合法是传统制备聚合物微球的方法，前者一般制备小于0.5μm的聚合物微球，后者制成的聚合物微球粒径为100~1000μm且均为多分散性。1955年Vanderhoff和Brodford教授在失重条件下，采用乳液聚合法成功合成粒径2~30μm的单分散聚苯乙烯微球，为高分子科学的发展开辟了新的研究领域，但该方法成本太高，无法进行工业化普及生产。此后Vanderhoff采用连续种子聚合，Ugelstad采用两步溶胀法分别合成的1~20μm的聚合物微球，大大降低了成本，但是这两种方法都步骤冗长，操作不便。英国ICI公司的研究员于20世纪70年代提出了分散聚合法，用分散聚合体系可以制备1~20μm单分散的粒子，为聚合物粒子的发展开辟了新纪元，此后分散聚合法在基础研究和应用研究领域蓬勃发展。
表1-1 制备单分散粒子不同方法的比较
1.3.1无皂乳液聚合法
传统的乳液聚合法是最早用于制备单分散性聚合物微球的方法之一，乳液聚合体系一般由简单体，分散介质（一般是水），乳化剂（如OP,SDS）和引发剂（通常是水溶性的）等组成。聚合时首先加入乳化剂高速搅拌均匀，并将体系置于恒温水浴或恒温油浴中开始反应。乳液聚合体系具有粘度低，易散热等优良特性，这赋予乳液聚合法强大的生命力，成为人们制备纳米聚合物微球常用的方法。乳液聚合制备的粒子的尺寸一般小于0.5μm，粒子尺寸范围较窄，且聚合物乳液中残留的乳化剂难以处理，这大大限制了乳液聚合的应用。为了克服这些弊端，人们在乳液聚合法的基础上提出了无皂液乳液聚合法。
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