球形二氧化硅的制備及其表面接枝改性.pdf

1、本文通過水解正硅酸乙酯(TEOS)制備了無機(jī)納米二氧化硅(SiO2)球形顆粒，并且在沒有除氧的條件下運(yùn)用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法在二氧化硅表面接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)，制備了核殼結(jié)構(gòu)的聚合物/二氧化硅復(fù)合微球，其具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 (1)以正硅酸乙酯為硅源，以乙醇為溶劑，以氨水為催化劑，采用St?ber法制備納米二氧化硅微球。納米二氧化硅微球的粒徑與反應(yīng)條件有關(guān)，反應(yīng)溫度、催化劑、TEOS量以及水都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，通

2、過控制這些條件可以獲得不同粒徑的納米二氧化硅粒子。掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)顯示所制備的納米二氧化硅粒子具有球形結(jié)構(gòu)，球粒徑介于190-250 nm之間；熱重分析(TGA)和傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)表明二氧化硅吸附少量水，高溫下不但會(huì)失去吸附水，而且會(huì)使硅羥基之間脫水導(dǎo)致質(zhì)量減少。
　　 (2)以甲苯為溶劑，二氧化硅表面的羥基(Si–OH)通過與3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)縮合反應(yīng)轉(zhuǎn)換為氨

3、基(Si–NH2)，這些氨基再與2-溴異丁酰溴反應(yīng)，使二氧化硅粒子成為末端含有溴原子的引發(fā)劑。然后在有限量的空氣下，加入一定量的還原劑抗壞血酸(VC)、催化劑溴化亞銅(CuBr)和配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)，使MMA在二氧化硅表面聚合，制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅復(fù)合微球。整個(gè)聚合反應(yīng)過程中沒有除氧氣操作，只在體系中加入一定量的還原劑，還原劑的量是根據(jù)密封體系中空氣的量和催化劑的量來確定。TEM和SEM顯示所

4、制備的復(fù)合微球?yàn)楹藲そY(jié)構(gòu)，且復(fù)合微球粒徑明顯大于二氧化硅的粒徑。
　　 (3)利用表面接酰溴的納米二氧化硅粒子(Si–Br)作為引發(fā)劑，選用氯化鐵作為催化劑，三苯基膦作為配體，加入過量的還原劑抗壞血酸，接枝甲基丙烯酸甲酯，制備核殼結(jié)構(gòu)的聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅復(fù)合微球。催化劑為穩(wěn)定的氯化鐵，其用量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于原子轉(zhuǎn)移自由基所需的催化劑的量，而且反應(yīng)無需計(jì)算空氣的量，加入過量的還原劑不影響體系的聚合。TEM和SEM顯示所制備的復(fù)合