微滴乳液聚合及其在制備聚合物基納米復(fù)合材料上的應(yīng)用研究.pdf

1、微滴乳液聚合技術(shù)誕生于20世紀(jì)70年代。單體珠滴內(nèi)成核占主導(dǎo)的特征，大大拓展了乳液聚合的應(yīng)用范圍。因此，對(duì)該工藝的理論及應(yīng)用研究，具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本論文首先以十二烷基硫酸鈉(SDS)為表面活性劑和十六烷(HD)為助穩(wěn)定劑，實(shí)施了苯乙烯單體的微滴乳液聚合。運(yùn)用動(dòng)態(tài)光散射分析(DLS)和透射電鏡(TEM)表征了單體珠滴與乳膠粒的尺寸。進(jìn)而采用估算乳膠粒數(shù)目與單體珠滴數(shù)目的比值和計(jì)算表面活性劑的覆蓋率相結(jié)合的方法

2、，研究了微滴乳液體系的成核機(jī)理及聚合動(dòng)力學(xué)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微滴乳液聚合體系的成核機(jī)理及聚合速率，主要受表面活性劑濃度以及助穩(wěn)定劑用量變化的影響；通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)條件，可以輕易地實(shí)現(xiàn)珠滴成核占主導(dǎo)，并制備了形貌規(guī)整的微納米乳膠粒。同時(shí)，利用該體系的單體珠滴為反應(yīng)器，原位實(shí)施了自由基聚合和溶膠凝膠反應(yīng)，開發(fā)了制備聚合物基納米復(fù)合材料的新工藝。并用動(dòng)態(tài)光散射分析、紅外光譜分析(FTIR)、差示掃描量熱分析(DSC)、透射電鏡測試等手段，對(duì)產(chǎn)物的性

3、能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，制備了復(fù)合材料乳膠粒；隨著無機(jī)相含量的增大，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸增大；通過控制兩個(gè)反應(yīng)的速率，可以制備不同形貌的乳膠粒。
　　 為克服上述體系十六烷在復(fù)合材料中的殘留問題，本論文又開發(fā)了以液體聚丁二烯(LPB)為助穩(wěn)定劑的微滴乳液體系，并與HD助穩(wěn)定劑體系進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LPB可以單獨(dú)作為助穩(wěn)定劑，實(shí)施微滴乳液聚合；LPB對(duì)單體珠滴尺寸、乳膠粒尺寸以及動(dòng)力學(xué)的影響，與HD類似；由于

4、LPB具有聚合物的性質(zhì)，能夠延長小珠滴存在的時(shí)間，所以LPB為助穩(wěn)定劑的微滴乳液體系的珠滴成核比例高于上述的HD體系，反映了LPB在聚合過程中更優(yōu)異的抑制單體分子擴(kuò)散的能力。然而，由于LPB的粘性大于HD，所以同等條件下，LPB微滴乳液體系得到的單體珠滴尺寸大于HD體系，在制備小尺寸單體珠滴方面，LPB的能力要低于HD。此外，差示掃描量熱分析結(jié)果表明，液體聚丁二烯對(duì)聚合物起到改性作用。測試結(jié)果表明，LPB為助穩(wěn)定劑的微滴乳液體系的單體珠