吸湿特性对胶体颗粒自组装过程的影响

<span style="font-family: 'Trebuchet MS', 'Lucida Sans Unicode', Arial, sans-serif; line-height: 22px">光子晶体的独特性质使得人们有可能实现对光子的操控，从而实现电子时代向光子时代的转变。光子晶体最重要的两个因素是周期性和构成周期性的材料的介电常数差。光子晶体的制备方法有很多种，胶体晶体模板法在制备成本和效率上具有明显的优势，因而得到研究者的重视。而在胶体晶体干燥过程中产生的裂纹破坏了胶体晶体的周期性，从而制约了这种方法在光子晶体制备方面的应用。 本文从如何利用微球吸湿性来研究胶体晶体自组装过程中裂纹的影响。主要从两个方面来进行研究：微球的表面吸湿改性及改变衬底的吸湿性。利用乳液聚合法获得了单分散性好的、不同粒径的聚苯乙烯/丙烯酸正丁酯/丙烯酸共聚微球。系统地考察了软硬单体配比、丙烯酸用量、乳化剂和引发剂的用量对微球的粒径和形态的影响。利用垂直生长法生长聚苯乙烯/丙烯酸正丁酯/丙烯酸Poly（St-BA-AA）微球薄膜，通过改变外界湿度条件，测得薄膜的反射光谱，得到Poly（St-BA-AA）的吸湿性结论。同时结合测得的微球的傅里叶变换红外光谱，即FITR谱图结果，得出聚苯乙烯/丙烯酸正丁酯/丙烯酸共聚微球的特殊性能以及新的应用前景。 本文还从改变衬底的吸湿性出发，提出通过利用微球的吸湿特性来采用与胶体微球“同胀同缩”衬底来影响裂纹的形成的原理，制备了一系列的吸湿性材料及其薄膜，包括聚丙烯酸钠薄膜、含聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和高吸水树脂薄膜、含双丙酮丙烯酰胺（DAAM）的水性涂料薄膜、含DAAM苯丙乳液薄膜。讨论了这些材料的吸水性能及成膜性能的影响因素。然后，以含DAAM的水性涂料薄膜及含DAAM苯丙乳液薄膜作为衬底，控制生长环境温度为55℃、相对湿度为30%，利用垂直生长法制备聚苯乙烯（PS）胶体晶体。利用光镜照片分析了吸水性衬底对薄膜裂纹情况的影响，从机理上分析了裂纹产生的原因，同时这种方法还为系统地研究吸水性衬底对胶体晶体生长过程中产生的裂纹的影响提供了新的思路。</span>