不同电荷修饰的聚苯乙烯纳米塑料对海洋微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)生长及光合活性的影响

评估了30 nm阴离子羧基修饰(-COOH)和100 nm阳离子氨基修饰(-NH_(2))的聚苯乙烯(PS)NPs及其不同浓度下(PS-COOH:0、2、5、8和10 mg·L^(-1);PS-NH_(2):0、0.2、0.3、0.4和0.5 mg·L^(-1))对海洋微藻微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)在生长及光合活性中产生的影响。结果表明,两种NPs在培养基中均出现了聚集和电位绝对值的下降;经过羧基修饰的PS对海洋微拟球藻的生长及光合活性并未产生明显的影响,而经过氨基修饰的PS在不同浓度下对海洋微拟球藻的生长及光合活性产生了不同的影响:低浓度(0.2 mg·L^(-1))PS-NH_(2)对海洋微拟球藻生长产生促进作用,高浓度(0.4和0.5 mg·L^(-1))PS-NH_(2)对海洋微拟球藻生长产生抑制作用,海洋微拟球藻在不同浓度PS-NH_(2)胁迫下显示出了低促高抑现象;并且当海洋微拟球藻暴露于0.2 mg·L^(-1)PS-NH_(2)时,叶绿素a(Chl a)含量较对照组高,而其他处理组均低于对照组;此外,在0.2 mg·L^(-1)PS-NH_(2)处理下的海洋微拟球藻Fv/Fm值一直高于对照组,而在0.5 mg·L^(-1)高浓度的PS-NH_(2)胁迫下,海洋微拟球藻的最大光化学效率始终低于对照组,这些结果与生长数据相吻合。

新型多孔磁性聚苯乙烯微球的制备及性能研究

采用相反转工艺一步法制备了新型多孔聚(苯乙烯-丙烯酸羟乙酯-二乙烯基苯)/Fe 3O 4复合微球。首先,将包含纳米Fe 3O 4粒子、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、二乙烯基苯及其致孔剂环己烷的混合物进行预聚合,然后加入表面活性剂和水相溶液,反应体系在高速搅拌下从油包水体系转化为水包油体系进行聚合反应,得到多孔磁性聚苯乙烯共聚物/Fe 3O 4复合微球。采用透射电镜、激光粒度分布仪、红外光谱仪、比表面积分析仪、差示量热-热重同步热分析仪(DSC-TG)对微球的微观结构和性能进行了表征分析。结果表明:所制备的多孔磁性聚苯乙烯共聚物复合微球呈现球状或近球状形貌,内部包含分布不均匀的Fe 3O 4粒子,粒径主要分布在1~10μm,等温吸脱附曲线为具有H3型回滞环的IV型,孔径分布在3~70nm,微球中Fe 3O 4含量约为25.86%。

摇床法制备单分散多孔聚苯乙烯微球的研究

采用摇床法,以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,水及无水乙醇为反应介质,偶氮二异丁腈为引发剂,通过分散聚合制备出单分散聚苯乙烯微球,并通过两步溶胀法制备出多孔聚合物微球。对影响微球粒径、单分散性及其形貌的因素进行研究,结果显示,采用简单的摇床法可以实现单分散聚苯乙烯微球的批量、可控制备;微球粒径可控制在2~3μm,并具有良好的单分散性和球形形貌结构;通过两步溶胀法制备的微球可观察到明显的孔隙结构。

磁性微米二氧化硅和磁性微米聚苯乙烯微球的制备及表面功能化方法综述

磁性微米二氧化硅微球和磁性聚微米苯乙烯微球由于具备粒径可调控、表面富含官能团、易于磁性分离等优点,在生物医学、污水处理等领域发挥着重要作用,并且随着需求的提升,对微球的粒径等性能要求也越来越高。磁性二氧化硅微球和磁性聚苯乙烯微球由于其优良的性能受到了广泛地研究和关注,本文对磁性微米二氧化硅微米微球的制备、磁性微米聚苯乙烯微米微球的制备以及两种微球的表面功能化方法进行了综述,并介绍了利用微流控技术制备磁性微球新方法,微流控技术有望成为制备性能优良磁性微球的重要方法。

不同引发体系合成有机硅-聚苯乙烯核壳结构微球的研究

以羟基硅油、苯乙烯为主要原料,采用半连续乳液聚合方法制得具有核壳结构的有机硅-聚苯乙烯聚合物乳液,将其进行喷雾干燥制得聚合物粉末,考察了3种不同引发体系对聚合物乳液稳定性和单体转化率的影响,并对其进行了红外光谱、透射电子显微镜分析。结果表明,3种引发体系均成功合成了有机硅-聚苯乙烯共聚物,且制得的聚合物乳液有较明显的核壳结构和较好的稳定性;采用过硫酸铵、亚硫酸氢钠和过氧化二苯甲酰组成的复合引发体系(APS+NaHSO3+BPO)制备的聚合物乳液单体转化率最高,可达93.24%。对由APS+NaHSO3+BPO复合引发体系制备的聚合物粉末进行了扫描电镜和热失重表征,结果显示,在-50~180℃内有机硅-聚苯乙烯粉末没有明显的失重峰,在500~580℃区间内,粉末热失重达61.91%,表明该聚合物具有良好的耐高低温性能,可在较宽温度范围内使用并仍旧保持良好的性能。

表面氟化聚苯乙烯纳米微球提升环氧树脂绝缘特性

环氧树脂纳米复合材料在电气绝缘领域应用广泛,通过引入纳米介质实现复合材料介电、绝缘性能的调控以满足特殊应用需求.本文通过五氟苯乙烯与苯乙烯的共聚,制备了表面氟化的聚苯乙烯纳米微球,并以其为填料制备了环氧树脂复合材料.以纯环氧树脂和填充聚苯乙烯纳米微球环氧复合材料作为参照,研究了三种复合材料的直流电导率、介电特性、交直流击穿场强、空间电荷行为并计算了材料内部的陷阱能级.结果表明:填充氟化聚苯乙烯纳米微球的环氧树脂复合材料表现出优异的电学特性,其电导率以及介电常数大幅下降、同时交直流击穿场强获得提高.相比填充无氟聚苯乙烯纳米微球的环氧树脂,氟化聚苯乙烯纳米微球的引入可降低材料的介电损耗,限制空间电荷的注入,并加深基体中的陷阱能级.研究结果可为环氧树脂复合材料介电性能调控设计以及环氧树脂在电子封装应用提供指导.

基于摇床法的多级孔聚苯乙烯微球的制备及负载催化性能

文中以苯乙烯(St)和二乙烯基苯(DVB)为单体,通过分散聚合、两步种子溶胀法及超交联反应法合成了富含微孔、介孔和大孔的多级孔聚苯乙烯(PS)微球,借助摇床法实现了微球批量化制备;然后以氯金酸(HAuCl_(4))为前驱体,采用热还原法在多级孔PS微球上原位负载金纳米颗粒(Au NPs),得到Au NPs/多级孔PS复合微球。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、全自动物理吸附仪、X射线电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)等对微球的结构进行了表征。结果表明,采用摇床法能得到具有良好单分散性的PS微球,随着分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量增加,微球粒径逐渐减小;采用甲苯/邻苯二甲酸二丁酯为致孔剂,可得到具有较高比表面积的多孔PS微球,超交联反应后微球比表面积进一步提高到565.22 m^(2)/g;XRD和XPS分析结果表明,HAuCl_(4)被还原为Au NPs,并成功负载于多级孔PS微球中;将其用作NaBH4还原刚果红的催化剂,14 min即可达到95%的降解效果,经过10次循环后催化效果仍能保持83.8%,具有良好的循环稳定性。

PEGMA刷微图案诱导聚苯乙烯纳米颗粒阵列化

基于光引发原子转移自由基聚合(ATRP)反应,在疏水性引发剂表面制备亲水性聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)聚合物刷微图案,以PEGMA聚合物刷图案化表面为模板,借助亲疏水区域间表面能的差异使聚苯乙烯(PS)纳米颗粒在亲水区域精准组装制备纳米颗粒微阵列。采用X射线光电子能谱仪(XPS)与拉曼光谱仪(Raman)对各阶段基体表面化学组分进行表征,结果表明,聚多巴胺/3-(三甲氧基硅烷基)丙基2-溴-2-甲基丙酸酯(PDA/SiBr)复合涂层、PEGMA聚合物刷以及PS纳米颗粒微阵列被成功制备。采用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜对PEGMA聚合物刷图案化表面及PS纳米颗粒阵列化表面进行观察,结果表明PS纳米颗粒在PEGMA聚合物刷微图案区域选择性组装。研究了PS纳米颗粒微阵列表面BSA蛋白吸附行为,荧光图像结果表明PS纳米颗粒在PEGMA聚合物刷微图案表面组装后可以有效促进BSA蛋白在该区域的黏附。相关研究工作拓展了图案化聚合物刷在纳米颗粒微阵列制备中的应用,为纳米颗粒在高质量生物微阵列、生物探针等领域的应用提供了技术支持。

聚苯乙烯微球介导的颗粒计数生物传感法检测鲜味

鲜味物质对提升食品风味和保证人类健康具有重要作用,探究鲜味检测新的研究方向和方法变得愈发重要。该研究基于聚苯乙烯(polystyrene,PS)微球介导的竞争性反应、磁分离技术及颗粒计数原理,开发了一种谷氨酸钠(monosodium glutamate,MSG)高灵敏度检测方法。在PS微球表面修饰谷氨酸钠-牛血清白蛋白形成功能化复合物(PS@MSG-BSA),其与被测样本中MSG竞争结合修饰在磁珠(magnetic beads,MB)上的MSG受体T1R1。经孵育和磁分离去除耦合的磁珠复合物,并对剩余PS微球进行颗粒计数以间接表征被测样本中MSG的浓度。试验通过优化PS微球和MB的浓度、竞争反应孵育时间等试验条件,建立了MSG检测的标准曲线。结果表明,该传感方法对MSG的响应决定系数R^(2)为0.993,检测限为5.17 pg/mL,具有良好的准确性和灵敏度,并对鲜味物质的检测具有特异性与良好的稳定性,在食品加工保鲜及品质评价等领域具有很好的应用前景。

聚苯乙烯微球的合成及其消光性能研究

有机聚合物消光剂与二氧化硅无机消光剂相比,对干膜的延展性影响小、耐划伤性能高,是高档的亚光材料,具有很广阔的应用前景。本文利用乳液聚合法合成聚苯乙烯微球并对其消光性能进行研究。探索了聚苯乙烯微球制备过程中反应温度、反应时间、搅拌速度、乳化剂和引发剂用量等对聚苯乙烯微球的影响,测定了合成的聚苯乙烯微球的消光性能。试验表明,当乳化剂用量5%,引发剂用量0.5%,聚合温度75℃,搅拌速度为300r/min,反应时间为6h时,可以合成具有良好消光性能的聚苯乙烯微球。

不同粒径聚苯乙烯微球对长额象鼻溞的毒性效应

为探究微塑料对淡水生物的生物学毒性效应,选取淡水中常见的浮游动物长额象鼻溞(Bosmina longirostris)为试验动物,在实验室条件下研究了3种粒径(0.5、5、20μm)的聚苯乙烯微球(PS)对长额象鼻溞存活、形态和繁殖的影响。结果表明:不同粒径的PS对长额象鼻溞的急性毒性均随时间的延长和浓度的增加而增大,各PS浓度组长额象鼻溞24 h致死率显著高于对照组(P<0.05),0.5、5、20μm粒径的PS对长额象鼻溞的48 h LC_(50)分别为21.65、19.26、47.61 mg/L;PS对长额象鼻溞母体和子代的形态影响显著,3种粒径PS组母体的体长、体高均显著大于对照组(P<0.05),而第一胎幼溞的体长、体高却变小,且显著小于对照组(P<0.05),随着繁殖代数的增加,PS的影响逐渐减弱,第二胎幼溞的体长与对照组已无显著性差异(P>0.05);PS可延长长额象鼻溞母体寿命,增加其总生殖量及缩短产前发育期,不同粒径PS组的内禀增长率均显著大于对照组(P<0.05),以0.5μm粒径组最高,为(0.2274±0.0002)d^(-1)。研究表明,PS对长额象鼻溞的存活、形态和繁殖均产生了影响,其毒性大小与粒径、浓度相关,本研究结果可为进一步研究微塑料对水生生物的毒性效应提供参考。

羧基化聚苯乙烯荧光微球的合成及其在织物防伪中的应用

为解决防伪技术中荧光织物制备方法复杂和成本高的问题,采用分散聚合法制备表面带有负电荷的羧基化聚苯乙烯微球(CPS),再以阳离子表面活性剂十八烷基三甲基溴化铵为改性剂,利用静电自组装法吸附荧光染料异硫氰酸荧光素(FITC),制备羧基化聚苯乙烯荧光微球(CPS-FITC),最后将其负载于织物上制备荧光织物。结果表明:所制备的荧光微球和荧光织物在紫外灯(365 nm)下具有明亮的黄绿色荧光,且放置不同时间(1~9 d)、在不同的pH值(3~11)下,经多次摩擦和水洗后均能保持良好的荧光稳定性。该制备方法操作简便、成本低且荧光强度高,可用于不同织物的防伪检测。

胺基修饰高交联聚苯乙烯微球对水中对硝基苯酚的吸附特性

通过“傅氏后交联+表面氨基化”的工艺路线制备出一种胺基修饰高交联聚苯乙烯微球A-HPM,考察了A-HPM对溶液中对硝基苯酚(PNP)的吸附特性。结果表明,A-HPM具有比表面积高、纳米孔结构与胺基官能团丰富等特点,能够通过微孔填充、π-π和酸碱作用协同吸附去除溶液中的PNP。溶液pH对A-HPM去除PNP的性能有较大影响,弱酸性条件下(pH为5~6)A-HPM对PNP的最大吸附量可达153.9 mg/g(初始质量浓度为200 mg/L)。A-HPM对PNP的吸附属于放热反应,且吸附性能不受溶液中共存离子的影响。动力学研究表明,A-HPM对PNP的吸附可在1200 min达到平衡。吸附饱和的A-HPM能够通过NaOH溶液进行高效再生,再生后A-HPM的吸附性能保持稳定,从而实现长期循环使用。

磺化聚苯乙烯微球固体酸催化制备油酸乙酯研究

采用回流-沉淀聚合法制备单分散聚苯乙烯微球(PS);然后以氯磺酸为磺化剂,通过磺化反应制备了磺化聚苯乙烯微球。测试其粒径、Zeta电位和酸密度,探讨磺化剂的最佳用量和最佳磺化时间,获得了酸密度为2.56mmol·g^(-1)的磺化聚苯乙烯微球;并用红外光谱、热重分析等对其化学组成和耐热性能进行表征。将其作为固体酸催化剂,在催化油酸和乙醇酯化制备油酸乙酯中表现出较高的催化活性。当醇酸比为6∶1、反应温度为80℃、反应时间为6 h、催化剂用量为油酸质量的2%时,酯化率可达88.90%。且该磺化聚苯乙烯微球循环使用3次后,催化活性仍可保持初始活性的95%,在工业制备生物柴油领域具有较好的应用前景。

内外贯通多级孔聚苯乙烯微球的制备

在单分散聚苯乙烯种子微球合成基础上,通过两步溶胀法以及傅克(Friedel-Crafts)烷基化反应,制备内外贯通的多级孔聚苯乙烯微球,对微球的化学结构、形貌结构、粒径及分布、孔尺寸及分布等进行研究。结果显示,当单体苯乙烯浓度为15%,以乙醇为溶剂时,种子微球具有良好的单分散性,其平均粒径为3.75μm;SEM结果显示,微球表面粗糙,具有明显孔洞结构;比表面积分析也显示多级孔聚苯乙烯微球富含大孔、介孔和微孔,比表面积达到575.3 m 2/g,表明形成内外贯通的多级孔结构;随着对苯乙烯磺酸钠功能单体用量增加,微球表面Zeta电位明显增加。

基于聚苯乙烯微球等离激元材料的制备及SERS应用研究进展

等离激元是一种存在于电介质和导体界面的电子集体振荡的电磁模式,产生该电磁模式的载体被称之为等离激元材料。通过对等离激元材料的合理设计与构建,可以在纳米尺度实现对光的精确操控,从而获得具有独特光学性质的等离激元材料。在众多的等离激元材料合成策略中,聚苯乙烯微球模板法因其普适、简单、高效、精密等优点被应用于周期性等离激元材料制备。目前,基于该方法已经在二维和三维尺度内实现了几十纳米到几微米范围内高性能周期性等离激元材料的精细化可控制备。周期性表面等离激元材料作为一种兼具高重现性和高增强活性基底,在表面增强拉曼领域获得了广泛的应用。在本综述中,首先简要概述了聚苯乙烯微球的可控自组装和多策略的模板改性方法,然后详细的阐述了极具代表性周期性等离激元材料设计合成工艺以及性能优化策略,最后探讨了周期性等离激元材料在表面增强拉曼领域的前沿热点应用和发展近况。

磁性聚苯乙烯(Fe_3O_4/PS)微球合成的影响因素分析

以共沉淀法制备的Fe3O4纳米颗粒作为磁核,用聚乙二醇(PEG)为分散剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,苯乙烯为单体,在乙醇/水混合溶剂中,采用分散聚合法制备出聚苯乙烯磁性高分子微球.研究聚合温度、Fe3O4用量、引发剂用量、分散剂用量以及乙醇/水比例等反应条件对聚合物磁性微球粒径和磁性能的影响,找出的最佳工艺参数为:单体用量为15 mL,Fe3O4用量为0.5 g,引发剂与单体的质量比为10∶1 000,醇水体积比为45/50,分散剂PEG用量为25 g,最佳反应温度为75℃.

掺硫聚苯乙烯空心微球小面积XPS分析

在靶丸内表面掺杂诊断元素可以为内爆压缩界面的研究提供必要的手段,因此确定聚苯乙烯微球的元素含量特别是掺杂元素的含量对于靶丸的性能研究有重要的意义。采用小面积X射线光电子能谱(SAXPS)分析技术,对直径为150μm,掺硫的单一聚苯乙烯微球的内外表面进行了测试,获得了微区内的元素及元素含量,发现硫主要存在于微球内表面。同时对该微球的制造过程进行了分析,认为XPS分析结果与工艺状态一致。

聚苯乙烯/二氧化硅（PS/SiO2）核壳型微球及SiO2空心球的可控制备及电镜观察

采用一种简单和低成本的方法制备单分散二氧化硅包覆聚苯乙烯（PS/SiO2）核壳型纳米复合微球.首先在氨水的醇溶液中,将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）通过乳液聚合为聚苯乙烯核心,再在核心表面使正硅酸四乙酯（TEOS）水解缩聚,从而在PS微球表面包裹一层SiO2外壳.研究了氨水的用量对PS/SiO2纳米复合微球尺寸和形态的影响,利用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）对样品的超微结构与形貌进行表征,并探讨了其形成机理.

单口中空聚苯乙烯微球增强丁苯橡胶复合材料研究

针对橡胶材料无法同时兼具高强度和低密度性能的问题,采用种子乳液聚合法制备了一种单口中空结构的聚苯乙烯微球,将该聚苯乙烯微球作为填料补强丁苯橡胶。通过研究聚苯乙烯微球用量和混炼工艺对复合材料性能的影响,发现通过调控单口中空聚苯乙烯微球用量以及配合混炼工艺优化,可以使胶料性能获得极大提升,即在保持较低密度的同时可获得良好的拉伸强度、300%定伸应力、撕裂强度、硬度、压缩永久变形等性能。同时对其橡胶补强的机理进行了系统研究。