活性自由基高内相（细）乳液聚合过程研究

具有贯穿孔道的聚合物多孔材料由于其独特的输运特性而应用广泛。在诸多制备方法中高内相比乳液模板法具有工艺简单、精确控制两大卓越优点而备受瞩目。但是，由于该方法还欠缺对所得材料部分关键性质包括力学性能、孔隙率、壁表面的功能基团以及比表面积的调控能力，至今还无实际应用。据此，本课题提出高内相细乳液聚合新方法，在低孔隙率下维持贯穿通道的形成，有望解决PolyHIPEs强度较低、孔腔直径较大、孔隙率较高及比表面积偏小四大问题，得到一具有贯穿通道的亚微米多孔材料制备新方法；拟将活性聚合引入高内相乳液聚合，实现高密度、均匀交联结构，大幅提高PolyHIPEs壁强度；引入双亲嵌段大分子 RAFT试剂或加入水性单体实现孔内表面性质调控。该项目将深入了解（活性）高内相（细）乳液聚合过程，揭示多孔结构形成机理、连通通道形成机理、壁微结构及强度影响因素等，实现各关键性质的精确调控，具有重要的科学意义。

高内相比乳液模板法制备具有贯穿孔道的聚合物多孔材料因工艺简单而备受瞩目。但是，该方法还存在对聚合过程了解不足及对材料部分关键性质包括力学性能、孔隙率、壁表面的功能基团以及比表面积的调控能力差的问题。本课题通过对聚合动力学、交联度、所得多孔材料形貌、性能变化研究，深入了解聚合过程，揭示PolyHIPEs多层次结构的形成过程，掌握了对聚合过程及所得多孔材料性能的影响因素及影响机理。.其中，首次将RAFT活性聚合技术应用于高内相乳液聚合过程，活性聚合过程中所有高分子链随着反应时间推移同时增长，避免微凝胶及它们之间空隙的形成，最终实现了高分子链均匀交联网络，避免了缺陷的形成，实现了材料的力学性能的大幅提升，首次将高内相乳液模板法所得多孔材料力学强度提高至理论值。首次引入细乳液方法，将液滴粒径降低至亚微米范围，实现了采用细乳液作为模板制备多孔聚合物材料，将多孔材料的空腔孔径从2～50um降低到50～1000nm,达到了亚微米级别，大大拓宽了该材料在蛋白质分离、过滤介质、反应载体等领域的应用，实现了一种新型的液体模板法制备亚微米多孔聚合物材料的手段。同时，该方法可增加分散液滴数目，有效降低连续相壁厚，实现低孔隙率条件下开孔，最低达到了47%，也是该方法目前所达到的最低孔隙率，其力学性能较传统乳液模板法制备得到的高孔隙率多孔聚合物材料提高了40倍。另外，创建了高内相乳液界面聚合法，一步法实现PolyHIPEs类材料表面功能化；通过采用软交联剂、引入软单体共聚、引入低聚物弹性体三种不同的方法，改善了PolyHIPE材料高脆性；通过细乳液调节液滴间的壁厚、反应型乳化剂等方法揭示了PolyHIPE材料贯穿通道的形成机理。.课题计划研究内容全部按计划完成。目前已见刊SCI论文4篇，影响因子均在4以上，总计29.071，在审3篇，已授权专利2项。培养博士生2名，硕士生3名，参加国际会议2次，口头报告一次。