聚丙烯酸酯-中空二氧化硅納米復合皮革涂飾劑的制備及應用研究.pdf

1、聚丙烯酸酯具有化學穩(wěn)定、光穩(wěn)定、成膜柔軟、膜的透明性好等優(yōu)良性能，是目前應用最為廣泛的一類皮革涂飾劑。但是，純的聚丙烯酸酯皮革涂飾劑本身的透水汽性能較差，嚴重影響了皮革制品的衛(wèi)生性能及穿著的舒適性。中空二氧化硅(SiO2)微球具有密度小、硬度高、比表面積大、熱穩(wěn)定性良好、內(nèi)部中空等優(yōu)良性能，被廣泛應用于環(huán)境保護、生物醫(yī)藥、電子等領(lǐng)域。但是將中空SiO2微球應用于皮革行業(yè)，以改變皮革制品透水汽性能的研究尚未見報道。
　　基于以上背景

2、，本研究首先采用硬模板法制備具有不同形貌特點的中空SiO2微球，然后采用物理共混法和原位乳液聚合法將其引入到聚丙烯酸酯皮革涂飾劑中，制備具有良好透水汽性能的納米復合皮革涂飾劑。
　　(1)采用乳液聚合法制備了聚苯乙烯(PS)微球，考察了表面活性劑種類及用量、引發(fā)劑用量、苯乙烯(St)單體用量等因素對PS微球形貌的影響。采用透射電鏡(TEM)、動態(tài)激光光散射(DLS)對PS微球進行了表征。結(jié)果表明，所制備的PS微球結(jié)構(gòu)規(guī)整，形貌可控

3、。同時，也表明引發(fā)劑及單體用量對PS微球的粒徑影響較小，表面活性劑的種類和用量則較為明顯。當表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)時，PS微球的粒徑大小在14～100nm之間，當表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)時，PS微球的粒徑范圍為150～500nm。
　　(2)采用PS微球為模板，以正硅酸乙酯(TEOS)為硅源，制備了常規(guī)中空SiO2微球，考察了PS微球粒徑、TEOS用量對其形貌的影響，并采用TEM、掃描電鏡(SEM

4、)、比表面積測試儀(BET)、紅外光譜(FT-IR)、X-射線衍射(XRD)等表征方法對其結(jié)構(gòu)進行表征。結(jié)果表明，所制備的常規(guī)中空SiO2微球結(jié)構(gòu)規(guī)整，形貌完美，晶體結(jié)構(gòu)為無定型態(tài)，且其殼層分布有大量的微小孔道結(jié)構(gòu)。通過控制PS微球的粒徑和TEOS的用量，實現(xiàn)了常規(guī)中空SiO2微球空腔粒徑14～500nm、殼層厚度6～50nm范圍的可控制備。分別采用物理共混法和原位乳液聚合法將不同空腔粒徑和殼層厚度的常規(guī)中空SiO2微球應用于聚丙烯酸酯

5、皮革涂飾劑中，制備了聚丙烯酸酯/常規(guī)中空SiO2納米復合皮革涂飾劑。結(jié)果表明，常規(guī)中空SiO2微球可顯著提升聚丙烯酸酯皮革涂飾劑的透水汽性能。
　　(3)采用PS微球為模板，以TEOS/乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)為硅源，制備了介孔中空SiO2微球，考察了PS微球的粒徑、TEOS/VTES的配比及用量對其形貌的影響，并采用TEM、SEM、BET、FT-IR等對其結(jié)構(gòu)進行表征。結(jié)果表明，所制備的介孔中空SiO2微球形貌完美，結(jié)構(gòu)規(guī)

6、整，其殼層分布了大量的介孔結(jié)構(gòu)。通過控制PS微球的粒徑和TEOS/VTES的配比和用量，實現(xiàn)了介孔中空SiO2微球空腔粒徑150nm～500nm、殼層厚度3～40nm、介孔大小2～3nm范圍的可控制備。分別采用物理共混法和原位乳液聚合法將不同空腔粒徑、不同殼層厚度及不同介孔大小的介孔中空SiO2微球引入到聚丙烯酸酯皮革涂飾劑中，制備了聚丙烯酸酯/介孔中空SiO2納米復合皮革涂飾劑。結(jié)果表明，介孔中空SiO2微球的引入，可以顯著提升聚丙烯