原位生成納米SiO-,2--丙烯酸樹脂復(fù)合涂飾劑的研究.pdf

1、該研究采用乳液聚合法原位合成了納米SiO2/丙烯酸樹脂皮革復(fù)合涂飾劑。 首先進(jìn)行了納米SiO2/丙烯酸樹脂合成的配方設(shè)計(jì)，試驗(yàn)中主要考慮了正硅酸乙酯(TEOS)水解縮合過(guò)程中各因素的影響，如丙烯酸酯類單體、硅烷偶聯(lián)劑和抑制劑等。同時(shí)對(duì)丙烯酸酯類單體、乳化劑、引發(fā)劑的種類以及反應(yīng)溫度進(jìn)行了選擇。然后采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)系統(tǒng)地優(yōu)化了原位生成納米SiO2/丙烯酸樹脂的制備條件，通過(guò)測(cè)試聚合物的抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、耐水性

2、、耐有機(jī)溶劑性，乳液的溴值、固含量、離心穩(wěn)定性等指標(biāo)，對(duì)單體的物質(zhì)的量之比、引發(fā)劑用量、乳化劑用量、聚合時(shí)體系pH值、TEOS用量、偶聯(lián)劑用量、抑制劑用量等影響因素進(jìn)行了考察。 采用紅外光譜(FT-IR)、透射電鏡(TEM)、示差掃描量熱分析(DSC)、多媒體顯微鏡分別對(duì)納米復(fù)合涂飾劑的乳液、成膜及其加入交聯(lián)劑CK后的納米復(fù)合涂飾劑的乳液、成膜進(jìn)行了檢測(cè)。FT-IR檢測(cè)了納米復(fù)合涂飾劑結(jié)構(gòu)的變化；TEM研究了納米復(fù)合樹脂乳液的微

3、觀結(jié)構(gòu)；對(duì)丙烯酸樹脂膜、納米復(fù)合涂飾劑成膜以及加入交聯(lián)劑后納米復(fù)合涂飾劑成膜分別進(jìn)行了DSC分析。最后將納米復(fù)合涂飾劑以及加入交聯(lián)劑后的納米復(fù)合涂飾劑用于皮革涂飾，并與常規(guī)丙烯酸樹脂涂飾劑進(jìn)行了對(duì)比，綜合考察了涂飾后革樣的各項(xiàng)性能。 納米SiO2/丙烯酸樹脂的合成配方為：聚合單體為丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)，乳化劑為OP-10和十二烷基硫酸鈉(SDS)，引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，反應(yīng)溫度為80℃；合成方法為半連續(xù)加料種

4、子乳液聚合法。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，適量丙烯酸酯類單體的存在不影響TEOS的水解縮合，硅烷偶聯(lián)劑可抑制納米SiO2粒子的團(tuán)聚，抑制劑可有效降低TEOS的水解縮合速率。 原位生成納米SiO2/丙烯酸樹脂的單因素試驗(yàn)結(jié)果得出：BA和MMA的物質(zhì)的量之比為2∶1，乳化劑與單體物質(zhì)的量之比為3％，引發(fā)劑與單體物質(zhì)的量之比為0.5％，TEOS與單體物質(zhì)的量之比為1％，硅烷偶聯(lián)劑與單體物質(zhì)的量之比為5％，抑制劑與單體物質(zhì)的量之比為1.5％，體系pH為6

5、。 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果對(duì)原位生成納米SiO2/丙烯酸樹脂復(fù)合涂飾劑的制備條件進(jìn)一步采用正交試驗(yàn)優(yōu)化，得出其最佳條件為：乳化劑與單體物質(zhì)的量之比為3％，引發(fā)劑與單體物質(zhì)的量之比為0.2％，TEOS與單體物質(zhì)的量之比為2％，硅烷偶聯(lián)劑與單體物質(zhì)的量之比為6％，抑制劑與單體物質(zhì)的量之比為1％。 納米SiO2/丙烯酸樹脂復(fù)合涂飾劑的紅外光譜(FT-IR)、透射電鏡(TEM)觀察結(jié)果表明：納米復(fù)合樹脂中有-Si-O-Si-結(jié)構(gòu)生成

6、；納米SiO2粒徑為10nm～15nm，且分散均勻，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象；時(shí)多媒體顯微鏡觀察結(jié)果顯示復(fù)合涂飾劑乳液中乳膠粒分布均勻，粒徑較小。 DSC分析結(jié)果表明：納米SiO2/丙烯酸樹脂復(fù)合涂飾劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)較丙烯酸樹脂提高，但聚合物結(jié)晶度下降；加入交聯(lián)劑CK后，納米復(fù)合涂飾劑的Tg升高，且力學(xué)性能發(fā)生較大改變，其中抗張強(qiáng)度提高137.2％，斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度分別下降52％、4％。 納米SiO2/丙烯酸樹脂復(fù)合涂飾