在当今的高分子材料科学领域，功能高分子材料的研究受到了广泛的关注。特别是具有温度敏感性的聚合物微凝胶，因其在药物控释、传感器和智能涂层等领域的潜在应用，吸引了众多学者的兴趣。聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）微凝胶因其独特的温度敏感性能，在这些领域中尤为突出。
PNIPAM微凝胶可以通过多种方法合成，如辐射聚合法、自由基聚合法等。而无皂乳液聚合作为一种环境友好型的合成方法，因其无需使用乳化剂，有利于减少对环境的污染，且能获得粒径分布较窄的微凝胶颗粒，被越来越多的研究者所青睐。
在本文中，研究人员探讨了以无机粘土（锂蒙脱石）作为物理交联剂，通过无皂乳液聚合法制备PNIPAM微凝胶的过程。锂蒙脱石是一种具有层状结构的无机粘土矿物，其层与层之间主要依靠范德华力等弱相互作用维系。锂蒙脱石在水中分散后，层间阳离子可以与水分子进行离子交换，导致层间距增大，从而实现层状结构的剥离，形成片层剥离的纳米粒子。这些剥离的纳米粒子具有较大的比表面积，使得它们能够有效地与聚合物分子链发生相互作用，从而起到物理交联剂的作用。
本研究采用的无皂乳液聚合法，利用锂蒙脱石的剥离特性，通过物理交联的方式制备了一系列粒径在140nm至360nm之间的PNIPAM微凝胶。这些微凝胶表现出良好的温度敏感性，即在特定温度（相转变温度）附近，微凝胶的体积会发生急剧的变化。这种现象是由于PNIPAM的亲水链段和疏水链段在一定温度下相互转化造成的。因此，通过调节体系中无机粘土的含量，不仅可以控制微凝胶的粒径，还能影响其温度敏感性，如消溶胀度等。
实验中，研究人员通过红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和动态光散射（DLS）等技术，对微凝胶的化学结构和温度敏感性进行了详细表征。红外光谱分析可以揭示PNIPAM中特征官能团的存在，验证微凝胶的合成是否成功。X射线衍射分析则用于探究锂蒙脱石是否发生了剥离，以及剥离状态下的微凝胶的结构特征。动态光散射测量则是为了获取微凝胶在不同温度下的粒径分布，以评估其温度敏感性。
通过这些表征手段，研究者发现锂蒙脱石的加入能有效地调节微凝胶的粒径大小和分布。当锂蒙脱石的含量较低时，由于交联密度的增加，微凝胶粒径会有所减小；但当锂蒙脱石含量过高时，粒径又会出现增加的趋势。同时，微凝胶的消溶胀度随着锂蒙脱石含量的增加呈现出先增加后降低的规律。值得注意的是，尽管锂蒙脱石含量变化影响了微凝胶的粒径和溶胀行为，但微凝胶的温度敏感性，即相转变温度，却基本保持不变。
这项研究展示了无机粘土材料在制备功能高分子微凝胶中的应用潜力，尤其是在制备具有温度敏感性的智能高分子材料方面。通过调节无机粘土的含量和类型，未来可以开发出更多具有特殊功能的智能高分子材料，以满足不同应用领域的需求。同时，该研究也为环境友好型材料的开发提供了一个新的思路，即利用自然存在的无机材料作为交联剂，不仅能够减少化学污染物的排放，还可以赋予聚合物新的功能特性。
