中文摘要：

单分散聚合物微球在色谱填料、医学和生物等高科技领域应用广泛。沉淀聚合制备单分散微球由于无需任何表面活性剂与稳定剂而受到特别关注。相关研究多使用二官能度交联剂，微球产率较低，反应时间长。反应介质基本上为毒性的乙腈。本研究提出通过溶剂混合方法连续改变反应介质的溶度参数，使用官能度从二至五的不同交联剂，同时对微球以及可溶性聚合物进行表征等，以丰富和完善沉淀聚合制备单分散微球的机理。通过该研究，拓宽沉淀聚合单分散微球制备中可使用反应介质的范围，建立溶剂特性、交联剂官能度及用量与单分散微球之间的相互关系，总结出高产率、短时耗制备单分散微球的必要条件。本课题期望实现在低毒性乙醇及其与水的混合物中高效制备单分散微球，尤其具有重要的实际意义。

结论摘要：

单分散聚合物微球在许多领域应用广泛，制备方法也有多种，其中沉淀聚合因无需乳化剂和稳定剂可获得表面洁净微球而备受关注。沉淀聚合中单体、聚合物和反应介质的相互作用对微球的形成起着关键作用。迄今为止的研究都是在给定聚合体系中探讨获得单分散聚合物微球的实验条件。少量研究试图从单体与聚合反应介质的溶度参数(δ)来解释形成单分散微球的机理。对相关研究进行总结显示，二乙烯基苯(DVB)在乙腈(AN)中沉淀聚合可制得单分散微球，而使用与AN溶度参数非常接近的二甲基甲酰胺(DMF，δ=24.8，皆为MPa1/2)和二甲亚砜(δ=26.6)都只得到凝胶；DVB-甲基丙烯酸在AN中的沉淀聚合中也有类似现象，在DMF和乙二醇单甲醚(δ=24.8)中仅得到低聚物或者水凝胶，而在与AN溶度参数相差更大的乙酸乙酯(δ=18.6)中却制得聚合物微球。我们认为溶剂与单体及其低聚物的相互作用不宜简单使用Hildebrand溶度参数来描述。按照Hansen理论，该溶度参数由色散(δd)、极性(δp)及氢键(δh)三部分组成，而决定是否成球的往往是溶剂溶度参数中的其中一项起主导作用，由于没有两个溶剂的溶度参数及其三维溶度参数完全相同，因此仅从溶度参数对微球的形成及形貌进行判断并不可靠。有鉴于此，本课题尝试对不同聚合条件下混合溶剂与混合单体的三维溶度参数进行比较，以建立一个形成单分散聚合物微球的边界条件，为沉淀聚合制备单分散聚合物微球提供一个判断方法。首先使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和苯乙烯(St)为单体在乙醇中进行聚合，通过向乙醇中加入水来改变混合溶剂的三维溶度参数，改变TMPTA-St配比以改变单体的三维溶度参数，通过对聚合过程和所制备微球形貌变化的研究，确定了该聚合体系沉淀聚合制备单分散微球所必须满足的、以混合溶剂和混合单体的三维溶度参数之差表示的最高值，即可形成单分散微球所能允许的溶剂和单体的最大三维溶度参数差(氢键溶度参数差Δδh和极性溶度参数差Δδp)。此后，通过向乙醇中加入比其溶度参数低的多个溶剂，采用同样方法确定了该体系制备单分散微球所必须满足的、以Δδh和Δδp表示的最小值。由此确定了一个由Δδh和Δδp构成的多边形，在此范围内的实验条件之下聚合可得到单分散聚合物微球，在此范围之外的实验条件之下聚合则得不到单分散聚合物微球。并使用其它溶剂和多官能度交联剂对此进行了验证。