As microesferas de PMMA, também conhecidas como microesferas de metilmetacrilato, são partículas de pó branco formadas pela polimerização em suspensão de monômeros de MMA (Metilmetacrilato). A fórmula estrutural mostrada na Figura 1 é um dos materiais mais importantes e comumente usados em ésteres acrílicos, e também é o material mais excelente e relativamente barato na síntese de materiais transparentes até o momento. É amplamente usado em cosméticos, filmes, revestimentos, tintas, meios cromatográficos e materiais ópticos devido às suas propriedades específicas, como grande área de superfície, forte adsorção, alta coagulação e forte reatividade de superfície. Por modificação de superfície, microesferas de PMMA com diferentes grupos funcionais podem ser preparadas, incluindo microesferas de carboxila de PMMA, microesferas de amino de PMMA e microesferas de epóxi de PMMA. De acordo com os requisitos da aplicação, microesferas de PMMA com diferentes graus de reticulação também podem ser preparadas.
Figura 1 Diagrama estrutural do polimetilmetacrilato (PMMA)
Microesfera de polímero de microesfera de PMMA, como um novo campo de pesquisa, começou a preparar microesfera de poliestireno com tamanho de partícula uniforme e altura por Vanderhoff Brand ford do Instituto de Pesquisa de Polímeros de Loção da Universidade de Lehigh em 1955, e fez grande progresso nas últimas décadas. Ela tem vantagens únicas, como grande área de superfície específica, forte adsorção, alto efeito de coagulação e presença de genes reativos na superfície. Elas têm amplas perspectivas de aplicação em muitos campos, como materiais biomédicos, cargas cromatográficas e síntese orgânica em fase sólida. Atualmente, existem muitos métodos de síntese para microesferas de PMMA, como polimerização em dispersão, polimerização em suspensão, polimerização em loção, polimerização em microemulsão, polimerização radical de transferência de átomos, polimerização em loção sem sabão, etc. O diâmetro das microesferas de polímero preparadas pela polimerização em loção é de nanômetro a submicrômetro. O tamanho de partícula das microesferas preparadas pela polimerização em precipitação e polimerização em dispersão é geralmente em torno de alguns micrômetros. A distribuição do tamanho de partículas de microesferas preparadas por polimerização em suspensão está geralmente na faixa de micrômetro a milímetro. A seguir, são apresentados três métodos de síntese.
1.Polimerização de loção sem sabão
As microesferas de PMMA foram preparadas por polimerização em loção sem sabão com metacrilato de metila como reagente, persulfato de potássio como iniciador e dodecilbenzeno sulfonato de sódio como surfactante. A fórmula e o mecanismo da reação são mostrados na Figura 2 e Figura 3.
Normalmente, os surfactantes são excelentes emulsificantes aniônicos que contêm grupos hidrofílicos e hidrofóbicos em suas moléculas. Essas estruturas anfifílicas permitem que certos compostos orgânicos insolúveis ou ligeiramente solúveis se dissolvam nos grupos hidrofílicos concentrados dentro das micelas formadas pelos surfactantes, aumentando significativamente a solubilidade da substância. Ele tem amplas aplicações em muitos campos, como lavagem, medicina e higiene, petróleo, etc. Li Li et al. exploraram a influência dos surfactantes na preparação de microesferas de PMMA por polimerização de loção sem sabão.
Os resultados da pesquisa indicam que com o aumento da dosagem de superfície ativa, o tamanho de partícula das microesferas de PMMA diminui gradualmente e a área de superfície específica aumenta gradualmente. Quando a concentração de surfactante é de 0,025 mol/L, as microesferas de PMMA preparadas têm tamanho de partícula pequeno, bom efeito de dispersão e exibem boa estabilidade térmica.
Figura 2 Equação de reação para preparação de microesferas de PMMA
Figura 3 Mecanismo de preparação de microesferas de PMMA
2.Polimerização de loção de suspensão
As microesferas de polimetilmetacrilato são geralmente preparadas por polimerização em suspensão, mas o controle inadequado das condições durante o processo de síntese pode facilmente fazer com que as partículas adiram e até mesmo formem blocos, dificultando o andamento da reação; Com o aprofundamento contínuo da pesquisa de aplicação, os requisitos de aplicação para microesferas de polímero monodispersas reticuladas estão se tornando cada vez mais altos, e o processo de microesferas reticuladas estreitas monodispersas de tamanho de partícula grande também é difícil de controlar.
Teng Lingzhen et al. sintetizaram as vantagens da polimerização em loção de suspensão e da polimerização em loção, e prepararam microesferas de PMMA com superfície lisa e boa uniformidade de tamanho comparando diferentes emulsificantes, iniciadores, velocidade de rotação e outras condições.
O método experimental envolve dissolver o iniciador em MMA ou água, o inibidor e o emulsificante em água e PVA para formar uma solução 5%. A mistura é então purgada com gás nitrogênio em uma garrafa de quatro gargalos por 3 minutos, e os materiais e sementes acima mencionados são adicionados. A mistura é agitada e aquecida a 75 ℃ para produzir microesferas de PMMA.
Quando a proporção água/óleo é controlada em 1,4, emulsificantes compostos e iniciadores solúveis em óleo são usados, e a velocidade de rotação é controlada em 210-400 r/min, microesferas de PMMA com tamanho de partícula uniforme podem ser obtidas sob condições relativamente suaves, que é a condição de reação ótima. As microesferas de PMMA obtidas são mostradas na Figura 4.
Figura 4 Imagem de microscópio eletrônico de PMMA
3.Método de agregação dispersa
A polimerização em dispersão é um método eficaz para preparar microesferas monodispersas com tamanho de partícula de 1-15 μm, que tem amplas aplicações em análise de medicamentos, síntese de proteínas, exibição em painel plano e análise cromatográfica.
A polimerização por dispersão geralmente se refere a um método de polimerização no qual os monômeros são dissolvidos em um meio de dispersão, enquanto o polímero resultante é insolúvel no meio de dispersão e estabilizado com a ajuda de estereoestabilizadores (dispersantes). É um tipo especial de polimerização por precipitação com tamanho de partícula controlável. Tem as características de boas partículas de polímero esféricas, tamanho de partícula grande (comparado com a polimerização por loção), distribuição estreita do tamanho de partícula, baixa viscosidade, etc., e é usado principalmente para a preparação de microesferas funcionais.
Jiang Xueliang et al. usaram metanol/água como meio de dispersão, polivinilpirrolidona (PVP) como dispersante e azobisisobutironitrila (AIBN) como iniciador. Sob as condições de nenhuma proteção de nitrogênio e nenhum agente de reticulação adicionado, eles usaram um método de polimerização de dispersão secundária gota a gota para preparar facilmente e rapidamente microesferas de PMMA não reticuladas de distribuição estreita monodispersas de tamanho micro com uma faixa de tamanho de partícula de 1-4,5 μm, superfície lisa e boa esfericidade. A imagem do microscópio eletrônico de varredura é mostrada na Figura 5, e o agente de limpeza é metanol.
Figura 1 Imagem de microscopia eletrônica de varredura de microesferas de polimetilmetacrilato (PMMA) (a) microesferas de PMMA não lavadas; b, c, d são microesferas de PMMA limpas várias vezes)
Exemplos de aplicações de PMMA
Devido às propriedades únicas das microesferas de PMMA, elas são amplamente utilizadas nos seguintes campos.
(1) Cosméticos: Melhora a fluidez; Boa sensação tátil e dispersibilidade; Desempenho de extinção
(2) Tinta e tinta: agente resistente a arranhões; Melhoria do toque; Agente resistente ao desgaste; Agente de textura
(3) Cerâmica: agentes formadores de poros
(4) Filme de difusão de luz: placa de difusão de luz, agente de difusão de luz
(5) LCD: microesferas de isolamento de LCD
(6) Filme: agente antiadesivo; Pode ser usado para filmes PP, PE, PET
(7) Outros: Também pode ser usado como enchimento e modificador para plásticos, borracha, adesivos, papel sensível à pressão.
Portuguese 
English 
Chinese 
Russian 
Spanish 
Arabic