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聚合物/无机颗粒纳米复合粒子兼具聚合物与无机颗粒的优良性能,在两者的协同作用下,能提升材料的机械、加工以及热稳定等综合性能,而且通过引入功能无机粒子还能赋予材料优良的催化、电磁和光学等功能。因此,聚合物/无机颗粒纳米复合粒子在高性能涂料、生物医药、催化体系、纺织等领域有着广泛的应用前景。细乳液聚合是制备聚合物/无机颗粒纳米复合粒子的常用方法,但已有的报道中,常存在聚合物与无机颗粒间复合效率不高的问题。因此,研究含无机颗粒的细乳液聚合过程中粒子的形成机理,明确纯聚合物粒子的形成原因,从机理层面提出更有针对性的提高聚合物与无机颗粒复合程度的策略,对于细乳液聚合技术在制备聚合物/无机颗粒纳米复合粒子的广泛应用有重要的意义。本论文以3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）修饰的SiO2为模型无机颗粒（简称SiO2）,甲基丙烯酸甲酯（MMA）和苯乙烯（St）为共聚单体,十二烷基硫酸钠（SDS）、吐温20以及它们的组合分别作为乳化剂,来构建含SiO2的细乳液聚合体系,依次开展了聚合过程中粒子的形成机理、聚合物/SiO2纳米复合粒子形成效率的增强策略、聚合物/SiO2纳米复合粒子颗粒特征的调控等三方面的研究。在SDS稳定的含SiO2的细乳液聚合体系中,研究了SiO2和SDS用量对粒子的形貌和尺寸、纳米复合粒子的形成效率的影响。结果显示超声功率为95W时,不同SiO2和SDS用量条件下制得的乳液中,粒子以纯聚合物纳米粒子为主,聚合物/SiO2纳米复合粒子的分率(fNCP)均低于4%。离心实验结果显示最终的乳液含三类粒子:大量的纯聚合物纳米粒子、少量的聚合物/SiO2纳米复合粒子和极少量的聚合物/SiO2粒子聚集体。机理研究表明这三类粒子分别从空白单体液滴、含几颗SiO2的中等尺寸的单体液滴以及含大量SiO2粒子的微米单体液滴演变而来。须指出的是,微米单体液滴虽然数量极少,但是每颗均含大量SiO2粒子,导致SiO2在单体液滴间的分布不均。最后,通过提高超声功率,提高SiO2粒子在单体液滴间分布均匀性,成功将fNCP值提高到了39%。为了进一步提高聚合物/SiO2纳米复合粒子的形成效率,选用乳化效果较好,但保护能力相对较弱的吐温20为乳化剂来制备含SiO2的细乳液聚合体系。实验发现当吐温20用量为0.075g时,最终乳液中fNCP值高达94%,吐温20用量在0.075-0.15g范围时（占体系中水质量的0.6-1.2%）,最终乳液的fNCP值都能达到80%以上。冷冻透射电镜结果显示,吐温20为乳化剂时,SiO2在单体液滴间的分布相对均匀。用常规透射电镜和粒度分析仪跟踪了聚合过程中乳胶粒的形貌和粒径的变化,发现在聚合过程中,发生了分散相间的合并,使得空白单体液滴通过合并消失,抑制了纯聚合物粒子的形成。在综合了吐温20用量对单体液滴尺寸分布、粒子形貌、聚合过程中粒径和形貌演变的影响规律的基础上,提出了吐温20稳定的含SiO2的细乳液聚合体系中粒子的形成机理。该体系能高效制备聚合物/SiO2纳米复合粒子的主要原因在于:一方面提高了SiO2在单体液滴间的分布均匀性,另一方面通过分散相间的合并,抑制了空白单体液滴通过液滴成核形成纯聚合物纳米粒子。最后,采用了一种特殊的乳化剂使用策略,在保持很高的纳米复合粒子形成效率的基础上,对纳米复合粒子的颗粒特征进行有效调控,制得了粒径可控的窄分布纳米复合粒子。首先用0.15g吐温20来制备单体细乳液,制得单体液滴间SiO2分布更均匀的细乳液;然后,向制得的单体细乳液添加微量的SDS,来提高聚合过程中分散相的稳定性,一定程度上抑制分散相间的合并,来制备尺寸较小的纳米复合粒子。与单独用0.15g吐温20稳定的体系相比,用0.15g吐温20和后补加2.5mg SDS稳定的单体细乳液体系制备的乳液保持较高的聚合物/SiO2纳米复合粒子的形成效率,fNCP值高达97%。此外,纳米复合粒子的粒径从341nm下降至217nm,而且粒径分布明显变窄。系统研究了SDS补加量、SiO2的改性程度和用量对粒子尺寸及其分布、形貌和fNCP值的影响,发现:随SDS补加量的增加,乳胶粒的尺寸下降,尺寸分布始终较窄,fNCP值减小;SiO2改性程度能显著影响fNCP值,要获得高的复合粒子形成效率,改性程度需高于10%;SiO2用量对粒子尺寸及其分布、fNCP值都影响不大。通过本论文的研究,揭示了细乳液聚合过程中粒子的形成规律,并从机理层面设计了纳米复合粒子形成效率增强的方法,极大地提高了细乳液聚合反应过程中聚合物/SiO2纳米复合粒子的形成效率,最后,通过引入一种特殊的乳化剂使用策略,在保证高纳米复合粒子形成效率的前提下,实现了对纳米复合粒子粒径及其分布、形貌等颗粒特征的调控。本论文的研究结果对于细乳液聚合高效制备各类聚合物/无机颗粒纳米复合粒子的研究有重要的指导意义。