聚合物-TiO-,2-的雜化薄膜和多層雜化微球的制備和性能.pdf

1、聚合物/TiO2雜化材料作為一種分散均勻的多相材料，兼?zhèn)溆芯酆衔锖蚑iO2的性能優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等領(lǐng)域。本文制備一系列聚合物/TiO2雜化材料，研究其雜化聚合原理、結(jié)構(gòu)和性能。
　　 主要研究工作如下：
　　 1、以正鈦酸四丁酯(TBNT)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)為原料經(jīng)水解縮合生成KH570-g-TiO2，再以KH570-g-TiO2為種子，丙烯酸丁酯為殼單體，經(jīng)乳液聚合制備

2、了PBA/TiO2雜化乳液，雜化乳液在普通玻璃表面制得PBA/TiO2雜化薄膜。用FT-IR、TGA、DSC、UV、TEM等檢測手段對其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明KH-570水解后的羥基與納米TiO2表面羥基發(fā)生了縮合，PBA在粒子表面實(shí)現(xiàn)了接枝聚合；雜化薄膜熱分解溫度為99.7℃，玻璃化溫度為5℃，有機(jī)/無機(jī)相間具有較好的相容性；PBA接枝包覆納米TiO2呈均勻的微球形，粒子總體尺寸為100nm；與純PBA薄膜相比，雜化薄膜在紫外區(qū)有明顯吸

3、收，且吸收譜帶紅移；PBA乳液和PBA/TiO2雜化乳液的性能測試表明，雜化后乳液的凝膠率、粘度、吸水率均提高，且乳液的穩(wěn)定性較好。
　　 2、以KH570-g-TiO2為種子，苯乙烯為殼單體，經(jīng)乳液聚合制備了核殼型PSt/TiO2雜化微球(PTHM)。用FT-IR、TGA、DSC、TEM等手段研究了其結(jié)構(gòu)、熱性能、尺寸和形成機(jī)理，并采用SEM研究了其增強(qiáng)PP的機(jī)理及其在PP基料中的分散形態(tài)。結(jié)果表明PSt在KH570-g-Ti

4、O2粒子表面實(shí)現(xiàn)了接枝聚合，微球熱分解溫度為242℃，玻璃化溫度為179℃；雜化乳液粒徑分布均勻，TiO2核層平均粒徑為60nm，殼PSt的平均厚度為30nm；SEM及力學(xué)性能數(shù)據(jù)顯示，PSt/TiO2雜化微球(PTHM)均勻分散在PP基料中，且對PP具有良好的增強(qiáng)效果，當(dāng)Wt％(PTHM)=0.04時(shí)，與純PP的力學(xué)性能相比，PP/PTHM復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了20.2％，彎曲強(qiáng)度增加了20.8％，斷裂伸長率降低了7.4％，沖擊強(qiáng)度

5、基本不變。
　　 3、將KH570-g-TiO2溶膠分散在乙酸乙酯中，用苯乙烯進(jìn)行聚合包覆，然后與乙烯基吡咯烷酮共聚后得到PVP/PSt/TiO2多層核殼雜化微球。用FT-IR、TGA、DSC、TEM、UV等手段研究了其結(jié)構(gòu)、熱性能、紫外性能和形成機(jī)理。結(jié)果表明多層雜化微球分解溫度比PSt/TiO2高12℃，耐熱性比PSt/TiO2優(yōu)良；多層雜化微球的中位徑為3.62μm，包覆在TiO2核表面的PSt、PVP殼層的平均厚度分別為

6、60 nm、120nm左右；雜化微球紫外吸光度較未改性前降低，吸收譜帶紅移；分散性能的研究表明，在去離子水中的分散效果較改性前溶膠中的TiO2粒子有明顯的改進(jìn)，為多層核殼雜化微球的制備提供了實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。
　　 4、將KH570-g-TiO2溶膠粒子、乙烯基吡咯烷酮單體共聚后制備了PVP/TiO2核殼雜化微球。用FT-IR、TGA、TEM等手段研究了其結(jié)構(gòu)、熱性能、尺寸、形成機(jī)理和在去離子水中的分散性能。結(jié)果表明微球具有良好的