超聲輻照乳液聚合制備P（St-co-NaSS）共聚物及P（St-co-NaSS）-CdS納米復(fù)合粒子的制備.pdf

1、本文研究了超聲輻照下疏水性單體苯乙烯(st)與離子型單體苯乙烯磺酸鈉(NaSS)的乳液共聚，制備了表面修飾有陰離子基團(tuán)磺酸基的共聚物乳膠粒。對(duì)聚合反應(yīng)影響因素及聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，為超聲輻照乳液共聚的研究提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。利用乳膠粒表面磺酸基與CdS納米粒子間的相互作用，直接在乳膠粒表面生成CdS，制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的P(St-co-NaSS)/CdS納米復(fù)合粒子，為解決聚合物與無(wú)機(jī)納米粒子界面相互作用，制備小粒徑、窄分布、

2、具有可控結(jié)構(gòu)的聚合物/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料提供新思路。 利于超聲波的分散、攪拌、乳化及引發(fā)作用，實(shí)現(xiàn)了超聲輻照下St與NaSS的乳液共聚，制備了帶有磺酸基官能團(tuán)的P(St-co-NaSS)共聚物。研究了各種反應(yīng)因素對(duì)聚合反應(yīng)過(guò)程的影響。聚合反應(yīng)過(guò)程只有加速期和降速期，而沒(méi)有恒速期，與微乳液聚合過(guò)程相似。陰離子型乳化劑SDS引發(fā)效果最佳，且隨乳化劑濃度增大，誘導(dǎo)期縮短，聚合反應(yīng)加快。隨單體st含量提高，聚合反應(yīng)速率下降；共聚單體NaS

3、S的加入使乳液穩(wěn)定性增加，乳膠粒粒徑變小，粒徑分布變窄，聚合反應(yīng)速率加快。在實(shí)驗(yàn)水浴溫度范圍內(nèi)，溫度變化對(duì)聚合反應(yīng)影響不大，隨溫度提高聚合反應(yīng)速率略有提高。少量無(wú)機(jī)鹽的加入促進(jìn)聚合反應(yīng)，但過(guò)量的無(wú)機(jī)鹽會(huì)破壞乳膠粒表面雙電層，降低乳液的穩(wěn)定性，不利于聚合反應(yīng)。少量乙醇的加入明顯促進(jìn)了聚合反應(yīng)，并且使PS乳膠粒粒徑變小、粒徑分布變窄，但乙醇對(duì)共聚物乳膠粒的粒徑及粒徑分布影響較小。乙醇過(guò)量時(shí)會(huì)削弱空化效應(yīng)，使聚合反應(yīng)變慢。對(duì)乳液的形貌分析結(jié)果

4、表明，共聚物乳膠粒為規(guī)則的球形，粒徑在40nm左右。由于NaSS鏈段的存在，使共聚物極性增強(qiáng)，在非極性甲苯溶劑中的溶解性下降；離子基團(tuán)間存在靜電相互作用，使共聚物Tg有所提高。利用帶磺酸基官能團(tuán)的共聚物乳膠粒制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的P(St-co-NaSS)／CdS納米復(fù)合粒子。由于磺酸基與CdS間存在較強(qiáng)的相互作用，因此使用共聚物乳膠粒為載體能夠得到均勻的復(fù)合乳液。對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行XPS分析可知，磺酸基中S原子的電子結(jié)合能向低能端移動(dòng)，復(fù)合