stober二氧化硅溶胶聚合物胶囊的制备及性能研究(6)
1.3 聚合物胶囊制备原理
1968年，Stober和Fink等[25]重复了前人的实验结果，首次进行了较为系统的二氧化硅溶胶制备条件研究。研究发现用氨水作为TEOS水解反应的催化剂时，在醇溶液中可以控制SiO2的粒径大小和形状。该方法自提出以来，一直成为人们研究最多的单分散体系之一，对其制备条件和形成机理的研究也较为成熟。
在碱性条件下，正硅酸乙酯的水解缩合分为水解和缩聚反应两步[26] ：首先，正硅酸乙酯在碱性条件下水解，形成羟基化的产物（硅酸）和醇；然后，硅酸之间或硅酸与TEOS 之间发生缩聚反应，形成微核，这些不稳定的微核互相碰撞，同时剩余的TEOS 在微核上沉积形成二氧化硅微球。具体反应式如下：
实际情况下，这是一个非常复杂的过程。因为大多数情况是水解过程和缩聚过程几乎同时进行。董鹏等人对溶胶一凝胶法制备单分散二氧化硅颗粒的形成机理作了较为详尽的研究，提出水解是整个反应的控制步骤[27],在反应过程中发现：反应混合液经历了由透明无色、浑浊、泼乳白至乳白的颜色变化过程；反应开始后很短时间浑浊就开始出现,在温度相同、水浓度近似相同的实验条件下，氨浓度越大，混浊出现越快,温度、氨浓度近似相同时，水浓度越大，混浊出现越快,氨浓度、水浓度不变时t温度越高．浑浊出现越快。另外，表观水解速率常数越大，浑浊出现越快。由以上实验结果的分析可知，促进水解的因素也是促进浑浊出现的因素,促进水解反应的因素必定促进浑浊与成核的发生。如果将成核定义为两个硅酸单体之间的反应，那么成核反应对于活泼的硅酸单体为二级反应。而即使在过量水存在时水解反应对于TEOS也只是一级的，而在稳定核心的形成过程中成核反应对硅酸单体的表观级数应大于2，再者，如果水解速率大于成核速率，那么硅酸单体浓度的增加也必然导致成核速度的加快•因而，水解对成核有着明显的促进作用。从TEOS的水解机理上来看，这应是非常容易理解的。
制备好的二氧化硅溶胶作为聚合物胶囊制备的载体，通过原子转移自由基聚合(ATRP)法使NIPAM在二氧化硅载体上聚合，亲水性单体如丙烯酸（AA)和丙烯酸丁酯(BA)在引发剂过硫酸钾水溶液的引发下接枝到NIPAM上。
自由基是一种十分活泼的活性单体，在自由基聚合中极易发生链转移和链终止，所以要抑制这些副反应发生，聚合体系中必须具有低而恒定的自由基浓度，但又要文持可观的反应速度，自由基浓度不能太低。为解决这一矛盾，高分子化学家们受活性阳离子聚合体系的启发，将可逆链转移和链终止的概念引入自由基聚合，通过在活性种和休眠种之间建立一个快速交换反应，成功地实现了矛盾的对立统一。传统的自由基聚合反应中，链终止速率常数大，所以自由基聚合反应物的产物为多分散性。当在反应体系中加入可人为控制的反应物，它能与自由基迅速发生减活反应，生成不引发单体聚合的休眠种，此休眠种在实验条件下又可均裂为增长自由基和反应物，即在整个反应中引入一个快速的可逆平衡过程，通过控制反应物浓度就可以控制聚合反应中自由基的浓度，使其保持在一定的低浓度，从而大大减少了链终止反应的速率。同时，聚合反应产物的分子质量由反应物的浓度和单体的转化率共同决定，这样就可以使自由基聚合反应得到控制，这就是原子转移自由基聚合的基本原理。
以NIPAM和AA为例，其反应方程式为：
2.实验部分
2.1实验材料
2.1.1 实验材料和试剂
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