細(xì)乳液法制備聚合物-納米復(fù)合材料及其形貌、性能研究.pdf

1、聚合物/納米復(fù)合材料兼具納米粒子和聚合物的優(yōu)點(diǎn)，而呈現(xiàn)出其他材料所不具備的優(yōu)勢(shì)，聚合物/納米復(fù)合材料在應(yīng)用以及潛在應(yīng)用方面都成為研究熱點(diǎn)。雖然聚合物納米復(fù)合材料在涂料、化妝品、催化體系、藥物緩釋控制體系等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，但是如何避免納米粒子在聚合物/納米復(fù)合材料中更加均勻的分散仍然是目前面臨的難題;并且如何使聚合物/納米復(fù)合材料包覆更多的無(wú)機(jī)納米粒子也是困擾研究人員的難題。本實(shí)驗(yàn)采用細(xì)乳液聚合工藝制備聚合物/納米復(fù)合材料，由于細(xì)

2、乳液聚合的每個(gè)小液滴都可以作為聚合反應(yīng)的反應(yīng)器，大大提高了聚合物對(duì)于無(wú)機(jī)納米粒子的包覆率，因此，細(xì)乳液聚合工藝更適合制備聚合物/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料。同時(shí)本文采用了原位細(xì)乳液聚合制備聚合物/納米復(fù)合材料，采用納米二氧化硅的前驅(qū)體正硅酸乙酯為原料，加入細(xì)乳液聚合反應(yīng)的油相中，然后在弱堿性條件下水解，原位得到納米二氧化硅粒子，該種方法避免了無(wú)機(jī)粒子的團(tuán)聚以及在無(wú)機(jī)納米粒子在聚合物中包覆率較低的缺陷，制備出了聚合物/納米復(fù)合材料。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)

3、果如下:
　　 本文第一部分簡(jiǎn)單介紹了近十幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外乳液據(jù)聚合制備聚合物/納米復(fù)合材料及其所制備的聚合物納米復(fù)合材料的形貌、性能研究。乳液聚合制備聚合物/納米復(fù)合材料的方法主要包括無(wú)皂乳液聚合、Pickering乳液聚合和細(xì)乳液聚合等方式。其中細(xì)乳液聚合是借助于超聲或均質(zhì)乳化裝置將預(yù)乳液分散成納米級(jí)的小液滴，每個(gè)小液滴都可以作為細(xì)乳液聚合的反應(yīng)器，更容易實(shí)現(xiàn)聚合物對(duì)無(wú)機(jī)納米粒子的包覆，因此，細(xì)乳液聚合更適合制備聚合物/納米復(fù)合

4、材料。
　　 本文第二部分以苯乙烯、二乙烯基苯、油酸改性的磁性納米粒子為主要原料，通過(guò)細(xì)乳液聚合制備出具有超順磁性的磁性聚苯乙烯納米復(fù)合材料。本實(shí)驗(yàn)研究了不同乳化劑和不同引發(fā)劑對(duì)超順磁性聚苯乙烯磁性納米粒子的形貌影響。研究結(jié)果表明，不同的乳化劑對(duì)乳液具有不同的穩(wěn)定效果，探討了陽(yáng)離子型乳化劑、非離子型乳化劑和陰離子型乳化劑對(duì)細(xì)乳液體系的穩(wěn)定性影響，研究表明陰離子型乳化劑SDS對(duì)細(xì)乳液體系具有較好的穩(wěn)定性;不同的引發(fā)劑對(duì)復(fù)合微球的形

5、貌影響較大，采用水溶性引發(fā)劑KPS做引發(fā)體系時(shí)，磁性粒子被均勻包覆在聚合物中間，并且包覆率不完全;而采用油溶性引發(fā)劑AIBN時(shí)，磁性粒子被包覆在聚合物的一側(cè)，形成具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的復(fù)合微球，并且單體對(duì)磁性粒子的包覆率較高。兩種引發(fā)劑條件下所制備的復(fù)合微球都具有超順磁性。
　　 本文第三部分以苯乙烯、二乙烯基苯、硅烷偶聯(lián)劑MPS和正硅酸乙酯為主要原料，以異丙苯過(guò)氧化氫和四乙烯五胺為氧化還原引發(fā)體系，界面引發(fā)細(xì)乳液聚合制備出樹莓狀的聚

6、苯乙烯/SiO2納米復(fù)合微球。通過(guò)對(duì)樹莓狀聚苯乙烯/SiO2形貌機(jī)理的研究表明，硅烷偶聯(lián)劑MPS在細(xì)乳液體系中的加入增強(qiáng)了增長(zhǎng)的聚合物和正硅酸乙酯之間的相容性，使得正硅酸乙酯被擠壓而均勻分布在聚合物基體內(nèi)部，然后在氨水的水解作用下原位生成SiO2納米粒子，從而形成樹莓狀的聚苯乙烯/SiO2復(fù)合微球。通過(guò)該方法制備的樹莓狀復(fù)合微球粒徑分布較窄，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)正硅酸乙酯的加入量獲得高納米粒子負(fù)載量的復(fù)合微球。
　　 本文第四部分以

7、苯乙烯、二乙烯基苯、正硅酸乙酯、硅烷偶聯(lián)劑MPS和油酸改性的磁性納米粒子為原料，利用不具有反應(yīng)性的單體正規(guī)算和增長(zhǎng)的PSt之間的相容性差異而產(chǎn)生的相分離原理，采用雙原位細(xì)乳液聚合一步合成出具有中空結(jié)構(gòu)的SiO2/PSt復(fù)合微球，然后將共沉淀法制備的油酸改性的磁性納米粒子加入到細(xì)乳液聚合的油相中，采用一步原位細(xì)乳液聚合制備出具有中空結(jié)構(gòu)的磁性SiO2/PSt納米微球。細(xì)乳液聚合制備中空微球的制備工藝簡(jiǎn)單，并且所制備的中空復(fù)合微球可以通過(guò)調(diào)