專利名稱：：一種電子紙用彩色微球的合成及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電子紙用彩色微球的合成及其應(yīng)用，尤其是涉及一種具有表面活性的染色高分子微球的合成方法，以及色球在與其相匹配的介質(zhì)中穩(wěn)定分散并可發(fā)生電泳效果的應(yīng)用。屬于電子紙用色球的制造
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：目前，用于電泳的微膠囊大體分為粉狀和反轉(zhuǎn)球兩種，共同特點(diǎn)是以顏料顆?；蝾伭系膽腋∫簽楹?，進(jìn)行聚合物的外包覆，合成出核一殼型顆粒。這樣的微膠囊普遍存在一個共同的問題是，由于顏料的比重較大，包覆后的微膠囊，經(jīng)過一段時(shí)間就要沉淀，縮短電泳顯示器的壽命。不同顏色的微膠囊，要根據(jù)所用顏料的種類和特性，采用不同的合成方法制備；與微膠囊相匹配的電泳介質(zhì)，亦將根據(jù)微膠囊的特性來選材配置。包覆顏料粒子或顏料的懸浮液的微膠囊外殼的機(jī)械強(qiáng)度比較弱。比如，用脲醛樹脂的，偏氯乙烯一二乙烯苯共聚物的等作為微膠囊外殼，雖然具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但缺乏柔韌性，在分散的過程中很容易打碎；而用含硅的丙烯酸酯類聚合物包覆顏料粒子，雖然具有一定的柔韌性和抗團(tuán)聚性能，但聚合物的主鏈結(jié)構(gòu)是線型結(jié)構(gòu)的，依然缺乏較高的機(jī)械強(qiáng)度。以顏料為核合成的微膠囊，核與殼之間僅僅是分子間作用力，因此該類微膠囊對殼聚合物的要求比較苛刻。以顏料為核合成的微膠囊的重心和形貌，取決于顏料粒子的形貌。形貌不規(guī)則的顏料粒子勢必給電泳速度帶來一定不良影響。目前電子紙中電泳懸浮液使用的分散介質(zhì)，大多是毒性較高的溶劑，如四氯乙烯、甲苯、二甲苯等，將會給環(huán)境造成一定的污染。現(xiàn)有的電泳懸浮液中，一般含有電荷控制劑和穩(wěn)定劑。電荷控制劑使顆粒表面帶電，維持體系穩(wěn)定的，如有機(jī)硫酸鹽、磺酸鹽等；穩(wěn)定劑使微膠囊被有機(jī)介質(zhì)潤濕而均勻分散于介質(zhì)中，同時(shí)也為分散體系中懸浮的微膠囊提供空間穩(wěn)定作用。這兩種添加劑決定了整個電泳體系中的各個組分必須要有一定的相容性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有表面活性的染色高分子彩色微球，即色球的合成方法，以及該色球在與其相匹配的介質(zhì)中穩(wěn)定分散，并在電場下發(fā)生電泳效果的應(yīng)用。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。合成微球，首先采用乳液聚合或分散聚合的方法合成核，然后在核的表面包覆殼層聚合物，最后表面離子化改性；微球染色成為色球，利用離子化較強(qiáng)的水溶性酸性染料染色；電泳介質(zhì)的選擇，是篩選與色球密度相近，且對色球具有非溶解性和化學(xué)惰性的溶劑；電泳器件的制作，是在ITO玻璃或薄膜電極內(nèi)側(cè)附上雙性不親的多孔聚合物薄膜作為電泳泳道，形成一個點(diǎn)陣電泳池。微球的合成微球是表面具有表面活性功能的微球。顯然，微球是內(nèi)部和外層親和性截然不同的核一殼結(jié)構(gòu)的粒子，內(nèi)核為主體，外層是微球功能化的表面修飾。因此，微球的合成又分為三個部分內(nèi)核的合成，殼層的合成，殼層的改性。1、內(nèi)核的合成內(nèi)核的合成采用的是自由基共聚合的原理，聚合方法為乳液聚合或分散聚合。因此，首要問題是根據(jù)電泳液制備過程的要求，選擇合適的聚合單體。電泳液的制備過程，主要是色球在電泳介質(zhì)中分散的過程。所以，色球要求有一定的柔韌性和抗沖擊能力，這一功能主要體現(xiàn)在質(zhì)量占很大比重的內(nèi)核聚合物。因此，合成具有合適玻璃化溫度和交聯(lián)度的內(nèi)核聚合物是十分重要的。于是單體可以選擇苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯酯等。這些單體均可以用于乳液聚合和分散聚合。乳液聚合可以采用有皂乳液聚合和無皂乳液聚合。有皂乳液聚合，則根據(jù)單體組合的HBL值的大小，選擇與其值相當(dāng)?shù)娜榛瘎灰部梢赃x擇HBL值相對較大的乳化劑作乳液的輔助穩(wěn)定劑，最終使體系的穩(wěn)定性在聚合時(shí)實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡。可以用來選擇的乳化劑有十六烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫80、油酸鈉及0P—10等。無皂乳液聚合，可以選擇過硫酸鹽類的引發(fā)劑和分散劑作為體系動態(tài)平衡的穩(wěn)定劑，比如，過二硫酸鉀、過二硫酸銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等。除了上述內(nèi)容，有皂乳液聚合和無皂乳液聚合在組份上就基本沒有差別。最終二種顆粒的表觀存在差異，雖然都是依賴自身與介質(zhì)水之間形成的雙電層結(jié)構(gòu)而穩(wěn)定存在，但無皂乳液聚合產(chǎn)生的乳膠顆粒更加突出雙電層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。分散聚合是單體依靠分散劑實(shí)現(xiàn)在介質(zhì)中穩(wěn)定分散，進(jìn)而發(fā)生的聚合反應(yīng)。因此，在分散聚合中除了單體之外還有三要素介質(zhì)，分散劑和引發(fā)劑。介質(zhì)可以選擇水和乙醇或甲醇的混合體系；分散劑可以選擇聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇等；引發(fā)劑可以選擇偶氮二異丁腈或過氧化二苯甲酰?？傊瑹o論選擇哪一種合成方法，所得內(nèi)核聚合物的某些參數(shù)必須要加以控制，比如分子量的大小、交聯(lián)度的大小、粒徑的大小等，它們很有可能對電泳介質(zhì)的選擇和電泳響應(yīng)速度的快慢帶來影響。分子量的控制主要依靠硫醇類化合物或者是可控自由基聚合；粒徑的大小可以通過改變?nèi)榛瘎┖鸵l(fā)劑的用量來實(shí)現(xiàn)。2、殼層的合成殼層是在內(nèi)核乳膠粒的外表接枝的聚合物層。它的合成將改變內(nèi)核乳液原有穩(wěn)定性的平衡條件，同時(shí)將影響核一殼乳膠粒的形態(tài)。乳液聚合或分散聚合制備的內(nèi)核均己平衡態(tài)分散在水中，因此決定殼層的單體是親水性單體，如具有環(huán)氧基的乙烯類單體，甲基丙烯酸，丙烯酸，甲基丙烯酸一3—羥乙酯等。這些單體在加入內(nèi)核乳液后將對核顆粒進(jìn)行滲透和溶脹等物理過程，進(jìn)而改變?nèi)槟z粒原有的形貌。為此，本發(fā)明運(yùn)用了高效的氧化一還原引發(fā)體系和殼層乳液聚合反應(yīng)控制裝置來控制反應(yīng)效果。在殼層乳液聚合反應(yīng)中，本發(fā)明選擇了過二硫酸鉀一亞硫酸氫鈉、叔丁基過氧化氫一硫酸氧釩一抗壞血酸引發(fā)體系。它們能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，使殼層單體在核表面聚合，保持核乳膠粒原有的球狀形貌。這一切都是依靠殼層乳液聚合反應(yīng)控制裝置來實(shí)現(xiàn)。3、核一殼微球的離子化改性核一殼微球的離子化改性是為了提高染色的效果，改變?nèi)玖显陔娪窘橘|(zhì)中的電位和聚集態(tài)，并使形成的色球保持一定的表面活性。如果殼層聚合物為具有環(huán)氧基的乙烯類單體的聚合物，則改性試劑可以選擇所有的叔胺基的鹽酸鹽，機(jī)理如下式所示-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>微球染色一色球的合成微球是具有表面活性的粒子，即表面帶有較強(qiáng)的離子。雖然微球不溶于水，但在水中微球表面的離子會發(fā)生電離。這種電離效果，可以使微球和染料發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，或形成較強(qiáng)的分子間作用力，使溶于水的染料從水中脫離出來，但不失去染料本身的色調(diào)，色球就形成了，并且仍然具備表面帶有電荷的特性。為了使色球的表面也具有表面活性，最好是選擇離子化較強(qiáng)的染料染色?？晒┻x擇的黑染料有C.1.酸性黑8GB，2B，VLG，NT,210，NE，ATT;C.I.直接黑9，19，BN，LRN，TOB，D—HR;C.L溶劑黑3，5，7，27，34?？晒┻x擇的紅染料有C.I.酸性紅l，7，14，17，18，35，37，73，97，106，111，114，115，119，122，138，142，154，172，183,186，374;C.I.直接紅l，2，13，16，23，28，31，75，79，80，81，83，89，220。C.I.溶劑紅3、8、23、24、25、26、30、31、32、49、52、109?？晒┻x擇的黃染料有C.I.酸性黃17，19，23，25，42，44，117，158，200;C.I.直接黃4，11，12，26，27,34，50，83，86，106，107，108;C.I.溶劑黃l、5、12、15、16、19、28、62、72、77、93?？晒┻x擇的藍(lán)染料有C.L酸性藍(lán)l，15，45，80，92，93，113，120，127，129，138，140，145，182，BGA;C.I.直接藍(lán)l，2，6，15，67，70，71，72，75，78，80，86，106，151，168,218，289;C.I.溶劑藍(lán)4、5、6、24、35、63、70、102、104。電泳介質(zhì)的配制電泳介質(zhì)是色球可以在其中自由運(yùn)動的海洋。首先，要求介質(zhì)的密度和色球的密度要十分相近；第二，要求介質(zhì)對色球不僅要有化學(xué)惰性和非相容性，而且要有較低的介電常數(shù)；第三，要求介質(zhì)當(dāng)有外加電場的作用時(shí)，保護(hù)色球在極板附近不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。本發(fā)明中的色球是輕質(zhì)色球，密度值不超過lg/cm3。能滿足以上這些要求的介質(zhì)可以選擇脂肪烴類化合物。根據(jù)密度的不同可以互相搭配，同時(shí)要考慮介質(zhì)的揮發(fā)性問題。多孔聚合物薄膜的應(yīng)用多孔聚合物薄膜黏附在極板內(nèi)則，為色球在電場作用下的泳動提供了一個良好的泳道。一是減少色球的無規(guī)則運(yùn)動，提高定向運(yùn)動的速度；二是防止色球的聚集，延長顯示器件的使用壽命。于是要求選材對電泳液具有化學(xué)惰性和兩性不親的特性，這樣的材料可以選用多孔含硅聚合物薄膜或多孔含氟聚合物薄膜，比如多孔全氟聚合物薄膜(聚四氟乙烯、聚全氟丙烯酸酯等)、多孔硅橡膠薄膜等。正是由于這些聚合物具有兩性不親的特性，所以色球不會在泳道的內(nèi)壁掛膠，電泳介質(zhì)也不會因?yàn)榕c泳道內(nèi)壁的摩擦而改變黏度和流速。本發(fā)明的有益效果利用微球具有表面活性的特性，對微球染色形成具有表面活性色球的方法，簡化了不同顏料合成不同微膠囊的工藝，提供了一種無皂乳液聚合的方法和一種用來控制殼層聚合反應(yīng)的裝置。在電泳液的配制中，選擇無毒的溶劑作為電泳介質(zhì)，降低了VOC的用量和污染。在電泳裝置的設(shè)計(jì)中，利用含硅或含氟聚合物的特性和薄膜的多孔形狀，將電泳池內(nèi)的電泳液分割成一個個孔狀的區(qū)域，不僅起到了微膠囊的作用，而且提高了電泳速度。總之，簡化了制作工藝，達(dá)到了綠色環(huán)保的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)第一，簡化了合成工藝，降低了成本，對環(huán)境保護(hù)。以水為介質(zhì)合成的微球，經(jīng)染色成為色球，只需一種合成工藝，不再像微膠囊具有復(fù)雜的合成工藝，不再隨色調(diào)的變化而變化。第二，利用化學(xué)染色，穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)色球色彩的多樣化。原始微球具有一定的表面活性，使得微球能被染色成為色球，并保持原有的表面活性。第三，色球在分散體系和電泳過程中，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。染料和微球結(jié)合在一起形成色球，一是改變了染料的電位，使得極板附近的染料不再發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)；二是利用雙電層結(jié)構(gòu)，改變了染料的聚集態(tài)，使得極板附近的染料分子不再發(fā)生聚集的現(xiàn)象;三是色球自身發(fā)揮電荷控制劑和電泳液穩(wěn)定劑的作用。于是將不再考慮這兩種添加劑對電泳液的影響因素。第四，電泳介質(zhì)體現(xiàn)出環(huán)境友好的特性。密度均勻輕質(zhì)的色球決定了其電泳介質(zhì)必須是輕質(zhì)的惰性的液體。這樣的液體很容易在無毒或者毒性極小的溶劑中篩選。第五，實(shí)現(xiàn)高分子微球柔韌性和抗剪切力性能的可控性。具有適當(dāng)玻璃化溫度和適當(dāng)交聯(lián)度的色球，在分散的過程中，能夠抵御機(jī)械力量的撞擊，保持自身的完整性。第六，利用雙性不親的多孔聚合物薄膜作為電泳泳道，將色球分割開來，不僅有利于色球的泳動，而且防止色球的聚集。第七，提高電子紙顯示器的響應(yīng)速度。表面帶有離子的色球，在電泳液中表現(xiàn)出比微膠囊更加突出的帶電性能。在依靠自身的雙電層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分散的同時(shí)，又縮短了色球在電場下的響應(yīng)時(shí)間。圖la、圖lb是本發(fā)明微球內(nèi)核透射電鏡照片；其中，圖la為有皂乳液聚合法制備；圖lb為無皂乳液聚合法制備。圖2是本發(fā)明殼層乳液聚合反應(yīng)的反應(yīng)控制裝置圖；其中，a為聚合反應(yīng)系統(tǒng)；b為a的加料計(jì)量系統(tǒng)；c為b的控制系統(tǒng)。圖3a、圖3b是本發(fā)明微球和色球表面活性變化的示意圖；其中，圖3a為不同顏色的微球；圖3b為染色后色球的結(jié)構(gòu)。圖4是多孔聚合物薄膜在電泳池中應(yīng)用的效果圖；其中，a為兩張具有一定距離的多孔聚合物薄膜分別附著在正負(fù)電極板內(nèi)側(cè)的電泳器件示意圖；b為正負(fù)電極板內(nèi)側(cè)緊密附著同一張多孔聚合物薄膜的電泳器件示意圖。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。內(nèi)核的合成實(shí)施例1:利用有皂乳液聚合的方法合成內(nèi)核聚合物?？梢詤⒖嫉呐浞饺绫韑所列在250ml配有攪拌、冷凝管、導(dǎo)氣管和溫度計(jì)的四口燒瓶內(nèi)，將十二垸基苯磺酸鈉、過二硫酸鉀、碳酸氫鈉溶于去離子水中，攪拌溶解。通入氬氣，恒表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>溫在3crc左右，滴加苯乙烯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯單體混合液，并保持?jǐn)嚢杷俣仍?00rpm400rpm。單體滴加完畢，保持該分散狀態(tài)3hrs。然后加熱升溫，在70'C下保溫5hrs，在8(TC下保溫lhr，冷卻，反應(yīng)結(jié)束。所得內(nèi)核的透射電鏡照片如圖la所示。實(shí)施例2:利用無皂乳液聚合的方法合成內(nèi)核聚合物?？梢詤⒖嫉呐浞饺绫?所列在250ml配有攪拌、冷凝管、導(dǎo)氣管和溫度計(jì)的四口燒瓶內(nèi)，將過二硫酸鉀、碳酸氫鈉溶于去離子水中，攪拌溶解。通入氬氣，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸烯丙酯單體混合液，并保持?jǐn)嚢杷俣仍?00rpm400rpm。單體滴加完畢，保持該分散狀態(tài)3hrs。然后加熱升溫，在7(TC下保溫5hrs,在8(TC下保溫lhr，冷卻，反應(yīng)結(jié)束。所得內(nèi)核的透射電鏡照片如表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖lb所示。圖la和圖lb的差異說明，不同反應(yīng)方式對內(nèi)核表面的影響存在核是否被離子化的差異。實(shí)施例3:利用分散聚合的方法合成內(nèi)核聚合物。可以參考的配方如表3所列表3<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在250ml配有攪拌、冷凝管、導(dǎo)氣管和溫度計(jì)的四口燒瓶內(nèi)，將偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮(K一30)溶于無水乙醇中，再加入去離子水，通入氬氣充分?jǐn)嚢?0分鐘。繼續(xù)在氬氣的氣氛中，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸烯丙酯單體混合液，并保持?jǐn)嚢杷俣仍?00rpm400rpm。單體滴加完畢，保持該分散狀態(tài)3hrs。然后加熱升溫，在7(TC下保溫68hrs。冷卻，反應(yīng)結(jié)束。所得的內(nèi)核直徑大約在25um之間。殼層的合成實(shí)施例4:在保證反應(yīng)體系穩(wěn)定的前提下，如表4配方和如下工藝可以較好的實(shí)現(xiàn)殼層樹脂對內(nèi)核的接枝包覆。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>如圖2所示，在250ml配有攪拌、導(dǎo)氣管和溫度計(jì)的四口燒瓶內(nèi)，加入50份內(nèi)核乳液(實(shí)施例1)，邊攪拌邊加入亞硫酸氫鈉和20份去離子水配制而成的還原劑溶液。通入氬氣充分?jǐn)嚢?0分鐘。繼續(xù)在氬氣的氣氛中，升溫至25°C，保持?jǐn)嚢杷俣仍?00rpm500rpm，交替地滴加單體甲基丙烯酸縮水甘油酯和由過二硫酸鉀、十二烷基硫酸鈉水溶液(2CMC)配制的氧化劑溶液。該滴加過程保持時(shí)間不能低于2.5hrs。滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)lhr。最后用5%的碳酸氫鈉水溶液調(diào)整體系的pH值至中性，反應(yīng)結(jié)束。所得到的核一殼微球的結(jié)構(gòu)是，外層是聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，內(nèi)層是實(shí)施例1的環(huán)球結(jié)構(gòu)。實(shí)施例5:配方如表5表5藥品用量(份)內(nèi)核乳液(實(shí)施例2或3)50甲基丙烯酸縮水甘油酯1.53.0叔丁基過氧化氫0.02硫酸氧釩0.001抗壞血酸0.02去離子水50如圖2所示，在250ml配有攪拌、導(dǎo)氣管和溫度計(jì)的四口燒瓶內(nèi)，加入50份內(nèi)核乳液(實(shí)施例2或3)，邊攪拌邊加入叔丁基過氧化氫、硫酸氧釩和30份去離子水配制而成的氧化劑溶液。通入氬氣充分?jǐn)嚢?0分鐘。繼續(xù)在氬氣的氣氛中，升溫至3(TC，保持?jǐn)嚢杷俣仍?00rpm500rpm，交替地滴加單體甲基丙烯酸縮水甘油酯和由抗壞血酸、20份水配制的還原劑溶液。該滴加過程保持時(shí)間不能低于2.5hrs。滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)lhr。最后用5%的碳酸氫鈉水溶液調(diào)整體系的pH值至中性，反應(yīng)結(jié)束。所得到的核一殼微球的結(jié)構(gòu)是，外層是聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，內(nèi)層是實(shí)施例2或3的環(huán)球結(jié)構(gòu)。微球表面離子化改性在此，針對外表是環(huán)氧基的微球的改性加以舉例。可實(shí)施的配方如表6:表6<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在250ml配有攪拌、冷凝管和溫度計(jì)的四口燒瓶內(nèi)，加入100份核一殼微球乳液，再邊攪拌邊滴加40份濃度為515%的酸式季銨鹽。滴加完畢，充分?jǐn)嚢?0分鐘，緩慢升溫至7(TC，保溫46hrs。冷卻，結(jié)束反應(yīng)。核一殼微球?qū)嵤├?或5表面的環(huán)氧基被打開，形成羥基和季銨鹽離子，實(shí)現(xiàn)了微球表面的離子化。微球染色一合成色球改性后的微球懸浮液用水稀釋后，用球磨機(jī)分散至單個微球的大小，再用反相電荷的染料對微球染色，染料將從水相中析出，沉積在微球上形成色球，如圖3a、圖3b所示色球所帶電荷與微球所帶電荷的性質(zhì)正好相反，但仍保持球體具有表面活性。可實(shí)施的配方如表7:表7<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>將5份C.I.酸性染料ATT溶解在100份去離子水中。待染料充分溶解后，過濾，并將染料溶液倒入250ml配有攪拌、冷凝管和溫度計(jì)的四口燒瓶內(nèi)。然后，邊攪拌邊滴加100份表面離子化的核一殼微球乳液。滴加完畢，充分?jǐn)嚢?0分鐘，升溫至70'C，保溫46hrs。冷卻，過濾。最后反復(fù)用去離子水洗滌色球，直至洗掉的水呈無色，過濾出色球，并干燥。于是通過化學(xué)作用和物理作用，將染料附著在微球的表面，合成出具有表面活性的色球。電泳器件的制作電泳器件制作的關(guān)鍵是，在導(dǎo)電極板導(dǎo)電層的表面，附著上多孔的聚四氟乙烯薄膜。根據(jù)薄膜的厚度和電泳池內(nèi)兩極板的距離，可以在兩極板的導(dǎo)電層表面分別附著一層多孔聚四氟乙烯薄膜，并保持兩層聚四氟乙烯薄膜有一定的間距，即制作成圖4a所示的器件；也可以在兩極板的導(dǎo)電層表面同時(shí)附著同一層多孔聚四氟乙烯薄膜，即制作成圖4b所示的器件。這些制作方式均有利于色球和點(diǎn)陣式電極協(xié)同作用，提高顯示器間的響應(yīng)速度。權(quán)利要求1、一種電子紙用彩色微球的合成方法，它包括微球的合成和色球的染制兩部分，其特征在于，微球的合成又分為內(nèi)核的合成、殼層的合成、殼層的改性及殼層的染色四部分(1)內(nèi)核的合成a、內(nèi)核在采用有皂乳液聚合方法時(shí)，選用了十二烷基硫酸鈉作為乳液動態(tài)平衡的輔助穩(wěn)定劑，合成出納米級的微球內(nèi)核；b、內(nèi)核在采用無皂乳液聚合方法時(shí)，選用了過二硫酸鉀既作為引發(fā)劑，又作乳液穩(wěn)定劑，合成出亞微米級和微米級的微球內(nèi)核；(2)殼層的合成殼層聚合時(shí)通過改變時(shí)間和流量等參數(shù)，改變微球的形貌，進(jìn)而合成不同形貌的微球，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)控制的數(shù)字化；(3)殼層的改性微球表面離子化改性，是分散體系中分散質(zhì)改性的一種方法，它使得微球從單一相的親和性，變成兩相的親和性，即實(shí)現(xiàn)了微球的雙親性；(4)色球的染制微球染色成為色球的過程是表面帶有電荷和極性基團(tuán)具有表面活性的微球，經(jīng)多磺酸鹽酸性染料染色后，生成表面帶與微球相反電荷，仍具有表面活性的色球，并且仍能通過雙電層結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定的分散效果；在外加電場時(shí)，表面的離子能夠提高電泳響應(yīng)速度。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電子紙用彩色微球的合成方法的應(yīng)用，其特征在于在電泳介質(zhì)的調(diào)試過程中，主要依靠脂肪烴實(shí)現(xiàn)色球在其中的穩(wěn)定分散，和較好的泳動效果；并且實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的保護(hù)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電子紙用彩色微球的合成方法的應(yīng)用，其特征在于在電泳器件中，安裝多孔含氟聚合物或含硅聚合物薄膜，不僅防止了色球的聚集，而且進(jìn)一步提高色球的泳動速度。全文摘要一種電子紙用彩色微球的合成及其應(yīng)用。本發(fā)明中的色球，是依靠一種具有強(qiáng)染色能力的離子型且具有表面活性的高分子微球，經(jīng)染色制得。該色球在電泳介質(zhì)中的穩(wěn)定性，依靠于色球在電泳液中產(chǎn)生的雙電層結(jié)構(gòu)，達(dá)到色球之間的均勻穩(wěn)定的分散；色球在電泳時(shí)，不會在極板上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)和聚集的現(xiàn)象，在多孔含氟或含硅聚合物薄膜的協(xié)助下，將電泳極板附近的色球分割在微小的空穴內(nèi)，有效地防止了色球的聚集，使電泳效果更佳。從技術(shù)角度，實(shí)現(xiàn)了電子紙顯示機(jī)理既簡單又實(shí)用，所用材料結(jié)構(gòu)新穎，合成工藝簡單的特點(diǎn)；從經(jīng)濟(jì)效益角度，較大幅度降低了電子紙的制作成本；從社會效益角度，材料的合成及電泳液的配制都體現(xiàn)了本技術(shù)對環(huán)境友好的特點(diǎn)。文檔編號C08J7/12GK101104699SQ20071011903公開日2008年1月16日申請日期2007年6月18日優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日發(fā)明者馮宇光,楓騰,黃世華申請人:北京交通大學(xué)