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微胶囊在药物传递、催化、锂电池、传感器等领域的应用非常普遍,其中yolk/shell结构微胶囊由于其更加复杂的结构而使其在应用方面具有更多的优势,然而目前制备这种微胶囊的方法步骤较多且繁杂。截面形貌多样的纤维在传感材料、吸附分离、光通信、生物工程等方面有着巨大的潜在应用价值,现有制备方法主要依赖多重流体间的层流或不相溶的多相体系形成的线性环形流为模板,固化得到纤维,导致纤维的形貌单一、制备条件窄等问题。本课题组前期研究发现,以丙烯酰胺(AM)和聚乙二醇(PEG)分别为单体和水溶性聚合物配置成的均相水溶液形成的微液滴,通过使AM聚合导致所形成的聚丙烯酰胺(PAM)与PEG分相,形成核壳结构的液滴。本文将这一体系应用于稳定的ZIF-8 W/O Pickering乳液中,通过聚合致分相,获得了yolk/shell结构的Pickering液滴,再以其为模板制备出了yolk/shell结构的杂化微胶囊;此外,还发现AM/PEG的均相溶液在微通道中也可以发生类似的聚合致分相现象,将其泵入截面更加复杂的微通道中,经聚合致分相之后也可连续制备出与微通道相应的多形貌、多结构的PAM水凝胶纤维。为此本文进行以下研究: 基于液滴微流体技术和微液滴中的聚合致分相,本文开发了一种用于制备yolk/shell结构的ZIF-8/藻酸盐杂化微胶囊的简单方法;首先制备出水相中含有藻酸钠的yolk/shell结构ZIF-8 W/O Pickering乳液。通过AM/PEG体系发生聚合致分相形成乳液的yolk,而且可通过液滴融合技术得到多yolk结构的乳液。同时考察了得到稳定的ZIF-8 W/OPickering乳液的制备条件。由于ZIF-8可以使海藻酸钠胶凝化,故只需要在水相中加入少量的海藻酸钠,海藻酸钠凝胶化形成壳层,这些ZIF-8 Pickering乳液都可以转化成ZIF-8/藻酸盐杂化微胶囊。并且这些ZIF-8/藻酸盐杂化微胶囊对于阳离子染料具有一定的控制释放能力;而且在酸性条件下ZIF-8会被破坏,能促进其释放速率。 本文进一步研究发现,AM/PEG水溶液体系在微通道中也能发生类似的聚合致分相现象,即在管壁和聚合形成的PAM之间有由PEG水溶液形成的一层环形的水膜,使得PAM纤维不与管壁直接接触,可连续不断地制备出来。而且在多结构、多形貌截面的微通道中导入AM/PEG的均相溶液,经聚合致分相之后也可制得相应截面形貌的PAM水凝胶纤维;同时考察了在圆形截面的微通道中,管道尺寸和纤维尺寸间呈线性关系,从而计算出水膜厚度约为50μm;改变通道的几何形状,可制备出椭圆形的、空心的、多层结构的等PAM纤维。利用聚合致分相可简单方便的制备出多结构、多形貌的PAM纤维;而且只要简单的在预聚液中加入功能化的物质,即可制备出功能化的纤维。该技术为制备多结构、多形貌的功能化纤维提供了一种新的制备方法。