1.1研究背景 1.1.1有机中空微粒子 纳米材料指合成材料的基本单元大小限制在1-100#8194;nm范围的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度。

由于细小微粒尺寸在0.1微米以下时其物理化学性质发生显著变化，因此受到了研究人员的广泛关注[1-3]。

而中空微球作为内部空间和壳层厚度分布在纳米级别的新型材料，由于其密度低、热和力学稳定性高以及具有较大的内部空间等特殊优点，使其在染料、日用化学品等的可控运输和释放，催化和光电材料等领域有着广阔的应用前景[4-9]。

由于其内部中空，可以封装气体或者小分子物质（如水，烃类）等易挥发溶剂，当然也可以封装其他具有特殊功能的化合物，由于中空微球的这种独特的内部结构特性，使得其作为药物载体在药物控释系统中的应用有着诱人的前景[10] 中空微粒子乳液干燥后，粒子内部的水消失形成单一或多个空孔，相比于实心微球材料，中空微球由于内部具有空腔结构而表现出低密度、高比表面积且可以容纳客体分子等特点，因此在涂料、造纸、电子、催化、分离、生物医药等众多领域有着广阔的应用，例如在造纸工业，用中空微粒子代替部分二氧化钛不仅可使涂料大幅轻量化，而且热可塑性的有机中空微粒子在热和压力的条件下，易变形可获得高平滑性的表面以实现高的白纸光泽[11-12]；有机中空微粒子内部空腔结构、外壳高度交联及易于在有机高分子基材中均匀分散，在航天工业可作为密封橡胶轻量化和补强的重要材料。

除此之外，在白色油墨，感热记录材料，省能断热材料，光学薄膜等领域中空微粒子也有着极其重要的应用价值。

罗门哈斯是最早发明碱膨胀法制造中空微粒子的企业，其基本专利申请后到2002年专利权力行使满期。

保护期满期后，随着中空微粒子用途的多样化和市场需求的扩大，中空微粒子的特殊功能逐渐为人们所认识，对其制备方法的研究也日益深入。

日本神户大学大久保教授提出了碱膨胀后再用酸处理的二段合成法及用非离子型乳化剂嵌入法，制备高空隙率的中空微粒子，日本合成橡胶株式会社利用低分子量的聚苯乙烯乳液作为种子，结合特定单体在聚合过程中高的收缩率和相分离，提出了高度交联中空微粒子的制备方法，日本瑞翁株式会社在聚合中途，添加微量聚合阻聚剂，利用单体的可塑化作用在降低外壳聚合物的玻璃化转变温度后再加碱中和，提出了用碱膨胀法制备大粒子径高空隙中空微粒子的制造技术，日本积水化学工业株式会社借助和生成聚合物非相容的有机溶剂作为造孔剂，利用悬浮聚合过程中的相分离，制备高强度大空隙率的中空微球，南京工业大学刘祥教授采用特定乳化剂，在小分子醇和水的混合介质中，利用分散聚合制备出单分散大粒子径的高丙烯酸含有聚合物种子乳液，接着在该种子表面聚合一层疏水的过渡层和高度交联层，制备出粒子径为1.4μm以上的大粒子径、高空隙率的有机中空微球[13]。

不同的制备方法对应于不同材料、不同结构和不同尺度的中空微球。

相对于其它制备方法而言，碱溶胀法是可控制备中空微球聚合物中最成熟的方法，但该方法使用多步乳液聚合只能制备1μm左右的中空微球。