細(xì)乳液法制備有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合粒子及其成膜性能研究.pdf

1、有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合粒子已成為近年來(lái)聚合物乳液領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，其制備方法也多種多樣。本文利用細(xì)乳液聚合法制備了Si02／聚苯乙烯納米復(fù)合粒子、表面硅羥基化的聚苯乙烯乳膠和苯丙乳膠三種有機(jī)一無(wú)機(jī)納米復(fù)合粒子，并對(duì)后者的乳膠粒子進(jìn)行了初步成膜性能研究，具體研究結(jié)果如下： 以甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性的納米二氧化硅粒子為無(wú)機(jī)粒子，采用苯乙烯的細(xì)乳液聚合成功制備了聚苯乙烯包覆Si02的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合乳膠粒子。研究表明復(fù)合乳

2、膠粒子的形態(tài)主要取決于納米二氧化硅的粒徑和乳化劑的濃度，而與二氧化硅的表面化學(xué)特性無(wú)關(guān)。對(duì)于45nm二氧化硅，改變?nèi)榛瘎舛瓤梢缘玫蕉嗪?、不?guī)則殼核以及殼核結(jié)構(gòu)的二氧化硅／聚苯乙烯復(fù)合乳膠粒子：對(duì)于90nm二氧化硅，乳化劑濃度的變化對(duì)二氧化硅／聚苯乙烯復(fù)合乳膠粒子的核殼形態(tài)結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響，但是可以改變聚苯乙烯殼層的厚度；對(duì)于200nm二氧化硅，可以得到“草莓”型二氧化硅／聚苯乙烯復(fù)合乳膠粒子。 通過(guò)MPS與苯乙烯單體的細(xì)乳液共聚合

3、成功制備了硅羥基表面官能化的聚苯乙烯乳膠粒子。FTIR和固體硅核磁譜(29SiNMR)分析表明在上述條件下MPS的水解縮聚反應(yīng)被成功抑制，絕大多數(shù)MPS是以共聚方式引入到聚苯乙烯乳膠粒子。動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和TEM分析表明MPS用量對(duì)細(xì)乳液?jiǎn)误w液滴和乳膠粒子的粒徑影響不大，而乳化劑的用量對(duì)細(xì)乳液?jiǎn)误w液滴和乳膠粒子的粒徑影響比較大。ζ電位和X射線光電子能譜(XPS)分析證明在聚苯乙烯乳膠粒子表面存在硅羥基，并且隨著MPS用量的增加，乳膠

4、粒子表面的硅羥基數(shù)目明顯增加。 進(jìn)一步通過(guò)MPS與苯乙烯、丙烯酸丁酯的細(xì)乳液共聚合成功制備了硅羥基官能化苯丙乳膠粒子。詳細(xì)討論了體系的pH值、引發(fā)劑體系、以及MPS的用量對(duì)細(xì)乳液乳膠粒子、乳膠膜的凝膠含量和溶脹比以及乳膠膜動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。溶脹實(shí)驗(yàn)表明乳膠粒子和乳膠膜的凝膠含量和溶脹比主要受體系的pH值和引發(fā)劑體系影響，而MPS的用量對(duì)乳膠粒子的凝膠含量沒(méi)有影響，但是影響乳膠膜的凝膠含量。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析表明，增加MPS的用量以及