有机/无机纳米复合粒子平衡型态的热力学计算——粒子型态的转化率依赖性

有机/无机纳米复合粒子是一种性能优异的纳米复合材料，基于分裂/融合过程的细乳液聚合是制备此类复合粒子的新型方法。从热力学角度出发，基于界面Gibbs自由能最低原理推导了核壳型、半球型、夹心型和分离型有机/无机纳米复合粒子平衡型态的界面Gibbs自由能方程，考虑了聚合过程中单体转化率对纳米复合粒子热力学平衡型态的影响，扩展了上述方程应用范围。将这些热力学方程用于炭黑/（聚）苯乙烯/水体系中，发现当无机颗粒体积分数小于0.2时，核壳型纳米复合粒子的界面Gibbs自由能最低；随着单体转化率的增加，核壳型、半球型和夹心型复合粒子的界面Gibbs自由能略有下降，这可能是由于聚苯乙烯/水相的界面张力略低于苯乙烯/水相的数值造成的。