1，聚苯乙烯微球的典型合成方法：

反应在装有搅拌器、冷凝管和氮气导管的 500 ml 三孔烧瓶中进行，由恒温水浴槽和电动搅拌器保证聚合反应的温度和匀速的搅拌速度。实验开始时，先 取 150 ml 去离子水和 15 ml 减压蒸馏的苯乙烯加入烧瓶中，在氮气保护下搅拌 升至反应温度 70 ℃，转速 280 – 300 r/min，保持大约 30 min。在这段时间里， 另取 100 ml 去离子水分别溶解 0.2 g 碳酸氢钠（NaHCO3），0.4 g对苯乙烯磺酸钠 （C8H7SO3Na，NaSS）和0.2g过硫酸钾配成溶液，并把溶液在75℃下预热，同时在过硫酸钾溶液中通入氮气脱氧。然后依次把碳酸氢钠溶液和对苯乙烯磺 酸钠溶液加入到已经搅拌均匀的苯乙烯和水的混合液中，10 min 后加入脱氧的 过硫酸钾溶液开始反应。持续搅拌，在 70 ℃ 反应 24 小时后停止，冷却至室温后经多次离心、洗涤去除溶液中残留的引发剂残基和未反应的单体及电解质， 至离心后上清液的电导率接近纯水的电导率。

2，微球的表征

粒子的大小的测试本文用了两种方法，扫描电子显微镜（SEM）和动态光 散射（DLS）。图 3.1 是合成的两种聚苯乙烯颗粒的 SEM 照片，从图中可以看 出粒子呈现很好的球形且大小均匀。对 50 个粒子的统计结果表明，粒子直径分 别为 100 nm 和 113 nm，相对标准偏差均为 4 %，DLS 的测试结果分别为 102 nm 和 122 nm，由于带电粒子周围形成了双电层，所以 DLS 的结果（流体力学直 径）比 SEM 的结果稍大一些。

3，粒子表面电荷密度

粒子表面电荷密度是一个非常重要的参数，会显著的影响胶体体系的诸多性质。对于其测试，我们常用电导滴定法，这样得到的是分析电荷密度。电导 滴定的方法如下。配制质量分数为 2 % 左右的合成聚苯乙烯乳液，然后用浓度 为 0.01 mol/L 的 NaOH 溶液进行滴定，测试乳液的电导率随 NaOH 体积的变化 曲线，如图 3.2 所示，电导率下降段是由于颗粒表面的磺酸根逐渐被 NaOH 所 中和，上升段是滴加的 NaOH 过量所致，线性拟合后根据拐点处的 NaOH 体积， 用公式 (3.1) 即可计算出分析表面电荷密度

式中 σ 为表面电荷密度，COH-、VOH- 为所用 NaOH 溶液的浓度和体积，D 是 粒子的直径，m、w 是配制 2 % 乳液时所取用的原始乳液的质量和质量分数。 为了计算方便，当 σ 的单位是常用的 μC/cm2时，各个量所用的单位分别是： COH- (mol/L)，VOH- (L)，D (nm)，m (g)，w (质量百分数)。

上面我们已经知道了用电导滴定确定粒子分析电荷密度的方法，实际上由 于酸根的电离程度 f 会受到周围反离子的影响，有效电荷密度要比分析电荷密度小很多，对于聚苯乙烯微球而言，f 在 0.03 - 0.1 之间。有效电荷密度能够更加准确的描述粒子间的作用势，在理论计算结果和实验结果对比方面具有重要的意义。