納米氧化鋅-純丙復(fù)合乳液的制備與表征.pdf

1、本文第一部分，采用原位乳液聚合方法制備了納米氧化鋅/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯[nano—ZnO/P(MMA/EA)]復(fù)合乳液。對(duì)比了五個(gè)復(fù)合乳液制備工藝，最終采用過(guò)硫酸鉀—亞硫酸氫鈉氧化還原引發(fā)體系和分段控溫的乳液聚合工藝。進(jìn)一步優(yōu)化了乳化劑的配比和用量、反應(yīng)前后段溫度與時(shí)間、引發(fā)劑的用量、納米氧化鋅分散時(shí)間及預(yù)乳化時(shí)間、聚合過(guò)程中的攪拌速度等乳液聚合工藝參數(shù)。得到了制備無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合乳液的最佳工藝參數(shù)。合成了含有硅氧烷改性納米氧化

2、鋅粒子的核—?dú)そY(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)—有機(jī)復(fù)合粒子。 在此基礎(chǔ)之上，研究了改性納米氧化鋅、聚乙二醇(PEG)用量對(duì)單體轉(zhuǎn)化率、結(jié)膠率、乳液特征粘度、平均粒徑的影響。設(shè)計(jì)了引發(fā)劑半連續(xù)滴加的實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了有無(wú)納米氧化鋅參與對(duì)聚合體系單體轉(zhuǎn)化率、Zeta電位、粒度分布的影響。發(fā)現(xiàn)含有納米氧化鋅的體系反應(yīng)誘導(dǎo)期短，易于成核，同時(shí)膠粒粒徑達(dá)到最大值時(shí)所用的時(shí)間較短，但硅氧烷改性納米氧化鋅參與的原位乳液聚合，在聚合過(guò)程中此體系的Zeta電位一直比常規(guī)乳

3、液聚合的Zeta電位小，這說(shuō)明了有納米無(wú)機(jī)粒子參與的原位乳液聚合反應(yīng)穩(wěn)定性相對(duì)較差。TEM圖像顯示：nano—ZnO/P(MMA/EA)復(fù)合粒子的形態(tài)是聚合體包裹的多核結(jié)構(gòu)，幾個(gè)納米氧化鋅粒子形成核，表面包覆著聚丙烯酸酯聚合物。與沒(méi)加入硅氧烷改性氧化鋅的常規(guī)乳液聚合所得到的膠乳相比，無(wú)機(jī)—有機(jī)復(fù)合材料具有更高和寬泛的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。 本文的第二部分，以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為單體，以十二烷基硫酸鈉(SDS)、壬基酚聚氧乙烯基醚

4、(OP-10)和十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)為乳化劑，以偶氮二異丁基脒鹽酸鹽(V-50)為引發(fā)劑，通過(guò)超聲輻照乳液聚合合成聚甲基丙烯酸甲酯。討論了在超聲輻照中單體用量、乳化劑種類及用量、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度及時(shí)間、分散劑的類型及用量對(duì)聚合反應(yīng)的影響。 另外，重點(diǎn)探討了有無(wú)納米氧化鋅參與，以及硅氧烷改性納米氧化鋅和未改性納米氧化鋅對(duì)超聲輻照乳液聚合反應(yīng)的影響。分別研究陰離子乳液聚合體系和陽(yáng)離子乳液聚合體系在聚合過(guò)程中膠粒平均粒

5、徑、Zeta電位隨時(shí)間的變化規(guī)律，考察納米氧化鋅對(duì)聚合體系的影響，探索了其反應(yīng)規(guī)律的異同。研究發(fā)現(xiàn)：含有納米氧化鋅的乳液聚合體系，納米氧化鋅影響了聚合過(guò)程中的成核，有未改性納米氧化鋅參與的聚合體系的主要成核方式仍然是膠束成核與均相成核。改性納米氧化鋅表面會(huì)吸附部分單體，不利于單體參與聚合反應(yīng)，當(dāng)其用量較大時(shí)會(huì)使體系的穩(wěn)定性降低，Zeta電位也變得較低。對(duì)納米氧化鋅及復(fù)合粒子進(jìn)行了形貌分析，與未有納米氧化鋅參與的產(chǎn)物比較，考察其微觀結(jié)構(gòu)。