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本文以己内酰胺(CL)作为反应性单体,以聚乙二醇(PEG)作为分散剂和大分子表面活性剂,采用原位聚合法(阴离子开环聚合)制备了PA6/PEG合金。利用该合金体系在低PEG含量(20wt%)时发生相反转的特性,制备得到PA6纳米微球。利用PEG端羟基与引发剂2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)的相互作用产生自组装现象,制备得到PA6纳米微球多面体。采用几种方法研究了PA6纳米微球多面体尺寸的可控性,并考察了影响多面体形成的各种因素。深入研究了形成PA6微球多面体的机理。采用SEM、TEM、FTIR、XRD、DSC、GPC等表征手段研究了体系的相形态以及在不同形态时的结晶和热行为。 本研究主要内容包括:⑴采用原位聚合法合成了PA6/PEG合金,利用合金体系在低PEG含量(20wt%)时产生相反转特性,即PA6形成纳米微球分散相,PEG形成连续相,用蒸馏水洗涤除去PEG连续相,可得到PA6纳米微球,利用十二烷基磺酸钠(SDS)表面活性剂可以调节微球粒径,粒径可在200~500nm调控。⑵利用原位聚合法,用甲苯二异氰酸酯(TDI)作为活化剂时,PA6/PEG合金体系发生自组装现象,合成了PA6纳米微球多面体。整个材料是由规整的多面体紧密堆叠而成,每个多面体是由PA6纳米微球组成。利用与以上不同的活化剂对甲苯异氰酸酯(PTI),PA6/PEG体系还可自组装形成PA6纳米粒子簇的形貌结构,整个材料由50μm的大粒子簇组成,每个大粒子簇的壳是由小粒子簇组成,核是粒径500nm左右的PA6微球组成。⑶PA6纳米微球多面体尺寸可以采用多种方法调控,例如PEG的分子量、SDS、金属纳米粒子(纳米银、纳米Fe3O4)等,多面体的尺寸可控制在15~100μm,纳米微球的粒径在400~500nm。⑷利用各种动力学和热力学的条件,研究PA6纳米微球多面体形成的影响因素和条件。从温度、反应速率、活化剂种类、PEG分子量、PEG溶解时间、不同内酰胺、原位聚合纳米Fe3O4纳米粒子等方面考察PA6微球多面体的形成的影响因素。 从PEG端羟基入手,利用时间-温度曲线,深入探讨了PA6纳米微球多面体形成的机理。MCPA6/PEG合金体系的自组装的形成需要经过两个反应过程,即己内酰胺单体聚合为PA6的过程和PEG端羟基反应的过程。PEG端羟基封端后,PA6/PEG体系不能自组装,而是形成PA6微米球,粒径在3~5μm。