核壳型纳米SiO_2改性含氟聚丙烯酸酯乳液稳定性的研究

采用无皂乳液聚合技术和核壳粒子设计,合成了核壳型纳米SiO2改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液,采用透射电镜观察了乳液粒子形态。研究结果表明,采用反应性乳化剂制备的无皂乳液稳定性更好,当反应温度为83℃、引发剂用量为1.1%、反应性乳化剂用量为4%时,所得乳液稳定性好,转化率高,凝胶较少;随着含氟单体用量的增加,乳液聚合稳定性及转化率逐渐降低。     

纳米SiO2改性紫外光固化有机硅杂化材料研究

合成了光敏性有机硅树脂PSUA,采用超声分散法将纳米SiO2分散在光敏性有机硅体系中,通过紫外光固化方式制备了光固化有机硅杂化材料.研究了纳米SiO2含量对杂化体系稳定性和光固化速率的影响,测定了光固化膜硬度,用扫描电镜观察了光固化膜断面形貌.实验结果表明,表面改性的纳米SiO2在杂化体系中分散比较均匀,稳定性好,能够有效增强光固化膜的硬度,但降低了光固化速率,杂化体系中纳米SiO2的用量以3%～5%为宜.     

交联型有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及涂膜性能

为提高聚丙烯酸酯乳液涂膜的稳定性,克服传统有机硅改性的弊端,采用无皂乳液聚合技术合成交联型有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液。测试了无皂乳液单体转化率、凝胶率及涂膜吸水率和拉伸强度,并用红外光谱仪分析其结构。通过调节引发剂过硫酸铵(APS)、可聚合乳化剂烷基乙烯基磺酸盐(ALVS)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和乙烯基硅油(Vi-PDMS)用量,改进乳液和涂膜性能。结果表明:当APS,ALVS,GMA,Vi-PDMS用量分别为0.8%,4.0%,4.0%,8.0%时,乳液综合性能最优,涂膜耐水性明显好于普通乳化剂乳液涂膜,且力学性能良好。     

Pickering乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/SiO_2纳米复合材料

为了避免传统乳化剂在丙烯酸酯乳胶膜中残留导致产品光泽性和耐水性变差以及对环境污染的弊端,利用六甲基二硅胺烷(HMDS)对亲水性纳米SiO_2进行改性,使其亲水亲油性相当,从而代替聚丙烯酸酯合成过程中所使用的传统乳化剂,通过Pickering乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯/Nano-SiO_2杂化的高分子纳米复合材料。采用傅里叶红外光谱(FTIR),粒径和Zeta电位测试,力学性能、吸水性测试,TEM、XRD以及热重分析对复合乳液及乳胶膜的结构与性能进行了表征。结果表明:疏水改性后的纳米SiO_2能够取代传统乳化剂稳定乳液,且随着SiO_2含量从0增加至2.0%,乳化能力不断增强,复合乳液平均粒径由526.5 nm降低至352.7 nm;复合材料的起始分解温度从331.7℃增加到343.6℃,拉伸强度从8.39 MPa增加至21.68 MPa,断裂伸长率从103.12%降低至50.54%,吸水率从16.884%下降至9.017%;复合材料的热稳定性、力学性能和耐水性等综合性能得到一定提高。     

核壳型纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成和性能

为了制备表面自由能低、耐候性和紫外吸收性优异的聚丙烯酸酯乳液,采用无皂乳液聚合技术,合成了核壳型纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯无皂乳液,采用透射电镜(TEM)对其形貌进行观察,并探讨引发剂、可聚合乳化剂、含氟单体、纳米TiO2的用量以及2种不合氟的单体的配比对乳液紫外吸收性能及吸水性的影响.结果表明:引发剂过硫酸铵(APS)用量(相对于总单体的质量分数)为1.2％,可聚合乳化剂烷基乙烯基磺酸盐(AVS)用量(相对于总单体的质量分数)为3.5％,不合氟单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的质量比为2.0∶3.0,含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)用量(相对于MMA单体和BA单体用量之和的质量分数)为6％时,乳液的聚合稳定性好,单体转化率高,聚合物膜的疏水性强;纳米TiO2粒子成功地被含氟聚丙烯酸酯聚合物包裹,形成了以纳米TiO2/聚丙烯酸酯为核,含氟聚丙烯酸酯聚合物为壳的核壳结构,纳米TiO2用量(相对于总单体的质量分数)为0.3％时,乳液的紫外吸收性能最好.     

改性纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合膜抗静电性能研究

将改性纳米SiO2与聚丙烯酸酯乳液经过球磨,流涎或涂刷制膜可得到抗静电复合膜.TEM照片显示改性纳米SiO2为球形,粒径20nm,以几个颗粒的聚集体为独立基团均匀分散,团聚体在尺寸＜100nm.改性纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合膜制备与性能研究表明当纳米SiO2与聚丙烯酸酯树脂质量分数22%时,复合膜的表面电阻率可达到108Ω/cm,复合膜为半透明膜;复合膜表面具有一定的亲水性,烘干后,放在20～30℃、湿度60%～80%的空气中2～4h后,复合膜表面电阻率降低到106Ω/cm.     

PU(U)A/SiO2杂化水分散液及成膜性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺、二乙醇胺、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)通过原位聚合方法合成了聚氨酯(脲)/聚丙烯酸酯水分散液,并且通过溶胶-凝胶方法合成了聚氨酯(脲)/聚丙烯酸酯/硅溶胶(PU(U)A/SiO2)杂化水分散液.杂化水分散液在pH值为7～11时的贮存稳定性大于1年;经高温、冻融试验后,无絮凝或沉淀出现,与PU(U)A水分散液相同.杂化膜的摆杆硬度、粘附力、耐吸水性、耐溶剂性比无硅溶胶的膜性能好.PU(U)A/SiO2杂化水分散稀溶液成膜后的透射电镜(TEM)结果表明,粒径为8～10nm的硅溶胶(SiO2)包覆在粒径 为50～200nm的PU(U)A粒子外围.ART-FTIR分析结果表明,杂化膜表面富含Si-O-Si官能团.AFM结果表明,与PU(U)A膜相比,杂化膜的硬区相畴尺寸变小.     

纳米SiO2的加入对PVDF/SiO2超滤膜结构和性能的影响

将普通纳米SiO2、疏水纳米SiO2、亲水纳米SiO2分别加入到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过相转化法制得PVDF/SiO2杂化超滤膜,重点探讨了SiO2加入量及上述三种类型纳米SiO2对PVDF杂化超滤膜水通量、截留率和抗污染性能的影响.结果表明:膜的孔隙率、平均孔径、水通量、截留率和抗污染性随SiO2含量增加而先增大后减少;SiO2含量为2%时,膜水通量由大至小为:普通纳米SiO2杂化膜、疏水纳米SiO2杂化膜、亲水纳米SiO2杂化膜,抗污染性由大至小为:亲水纳米SiO2杂化膜、普通纳米SiO2杂化膜、疏水纳米SiO2杂化膜.     

有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO_2复合材料性能的影响

同步采用无皂乳液聚合法和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料,通过TEM、力学性能、DSC、TG和XRD等检测手段研究了不同有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料性能的影响.结果表明,分别采用3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(MEMO)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)制备的纳米复合材料,力学性能随其用量的增加而同步增强增韧;TEM结果表明,采用MEMO和VTMO制备的聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料中的纳米SiO2的粒径约20nm,且分布均匀;热性能结果表明,采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)制备的纳米复合材料的玻璃化温度(-8.1℃)和热裂解温度(350℃)最高;XRD结果表明,有机硅烷偶联剂的加入降低了纳米复合材料的结晶度.     

梳状聚氨酯/聚丙烯酸异冰片酯杂化乳液的合成与性能

用含刚性环状结构丙烯酸酯改性水性聚氨酯,通过乳液聚合法制备了具有互穿网络(IPN)结构的梳状聚氨酯/聚丙烯酸异冰片酯杂化乳液。讨论了丙烯酸异冰片酯对梳状水性聚氨酯乳液性能的影响。红外谱图结果表明杂化乳液中丙烯酸异冰片酯反应完全。所形成的IPN结构对提高梳状水性聚氨酯的力学强度、热稳定性、耐热性有显著效果,但对粘接性能改善不利。随着丙烯酸异冰片酯单体含量增加,梳状聚氨酯/聚丙烯酸异冰片酯复合物力学强度、热稳定性、耐热性和耐水性增加,但粘接性能显著降低。