高分子中空微球的制备及其在聚硫密封剂中的应用

以甲基丙烯酸及甲基丙烯酸酯类单体为核、苯乙烯单体为壳层,通过种子乳液聚合法合成核壳结构的聚合物微球。采用碱酸分步处理的方法,将富含羧酸的微球内核充分离子化,通过溶胀离开微球,得到高分子中空微球。通过种子制备阶段乳化剂用量的控制可调控最终中空微球的粒径,并获得两种不同粒径的中空微球(分别为551nm和156nm)。将两种高分子中空微球分别与聚硫橡胶共混,制备出相应的聚硫密封剂。采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、电子拉力机对其结构、形貌、成分及其力学性能进行研究。结果显示:所制备的中空微球粒径分布均匀,中空度较高。添加高分子中空微球可以降低密封剂密度,同时提升其力学性能。相比较而言,粒径较大的高分子中空微球具有更好的应用效果。     

核壳结构反应性聚合物微凝胶的合成

以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲甲基丙烯酸羟丙酯及丙烯酸为单体,以二乙烯基苯为交联剂进行了种子乳液聚合,通过“粒子设计”利用核壳结构化乳液聚合技术制备出核壳结构反应性聚合物微凝胶,以克服需单独制备两种乳液的缺点,研究了交联单体用量对聚合反应动力学的影响以及交联单体用量、单体用量和乳化剂用量对反应体系稳定性的影响。并对乳胶粒的结构形态进行了表征。     

聚合物中空微球的制备及粒径控制EI北大核心CSCD

采用种子乳液聚合法制备了高羧基含量的多层核/壳聚合物微球,然后用氨水对其进行碱处理,形成了粒径均一且内部具有空腔结构的聚合物微球。通过傅里叶变换红外光谱仪对核壳微球上的官能团进行分析;结合电导滴定曲线及Zeta电位值对聚合物微球亲水核/疏水壳的结构进行确定。研究了乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)用量和碱处理过程中的碱酸摩尔比对微球粒径及形貌的影响。结果表明,核、多层核/壳和聚合物中空微球的粒径及空腔直径均随SDS用量的增加而减小;碱酸摩尔比的增加有利于聚合物微球体积的膨胀,所得中空微球粒径及空腔直径均随碱酸摩尔比的增加而增大。控制乳化剂用量为0.01~0.03 g,碱酸摩尔比为1.0~2.0,可制得粒径为355~790 nm、空腔为118~450 nm的聚合物中空微球。     

聚合物中空微球的制备及粒径控制

采用种子乳液聚合法制备了高羧基含量的多层核/壳聚合物微球,然后用氨水对其进行碱处理,形成了粒径均一且内部具有空腔结构的聚合物微球。通过傅里叶变换红外光谱仪对核壳微球上的官能团进行分析;结合电导滴定曲线及Zeta电位值对聚合物微球亲水核/疏水壳的结构进行确定。研究了乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)用量和碱处理过程中的碱酸摩尔比对微球粒径及形貌的影响。结果表明,核、多层核/壳和聚合物中空微球的粒径及空腔直径均随SDS用量的增加而减小;碱酸摩尔比的增加有利于聚合物微球体积的膨胀,所得中空微球粒径及空腔直径均随碱酸摩尔比的增加而增大。控制乳化剂用量为0.01~0.03 g,碱酸摩尔比为1.0~2.0,可制得粒径为355~790 nm、空腔为118~450 nm的聚合物中空微球。     

喷雾干燥制备P(MMA-BA)中空微球及其对苯酚的吸附性能研究

采用种子乳液聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯(P(MMA-BA))乳液,再将乳液进行喷雾干燥制备了壳层由纳米粒子构成且具有中空形貌的单孔高分子微球。研究了微球形成机理,并着重探讨了预聚物用量、硬软单体配比m(MMA)∶m(BA)、交联剂用量对微球形貌、比表面积的影响。结果表明,当条件为乳液浓度2%,进口温度125℃,出口温度50℃,进料量250mL/h,预聚物用量为2%(质量分数),硬软单体比m(MMA)∶m(BA)约为7∶3,交联剂用量为10%～20%(质量分数)时,能够形成形状规整的中空微球,用BET法测得其比表面积约为28.8259m2/g。考察了中空微球对低浓度苯酚溶液的吸附性能,结果表明,微球对苯酚的最大吸附量可达7.8568mg/g;微球用量较少时,单位质量微球吸附的苯酚量较大;微球中硬单体比例越高,所得微球比表面积越大,对苯酚的吸附量越高。     

含功能性基团“邻苯二甲腈”的核壳型及中空型聚合物微球的制备

通过无皂乳液聚合成功制备了含有功能性邻苯二甲腈基团的核壳型和中空型聚合物微球。首先,通过两步投料的方法制备含邻苯二甲腈的核壳型聚合物微球,然后利用DMF溶解掉聚苯乙烯核层,从而制备出中空型聚合物微球。为了分析所制备微球的组成和结构,进行了FT-IR和TEM测试。实验表明,成功制备了核壳型及中空型聚合物微球,且将功能基团邻苯二甲腈结构成功引入到制备的聚合物微球中。     

含氟丙烯酸酯核壳乳液的合成与性能

采用三阶段种子半连续乳液聚合,制得了以BA(丙烯酸丁酯)-MMA(甲基丙烯酸甲酯)共聚物为核,BA-MMA-TFEA(甲基丙烯酸三氟乙酯)共聚物为壳的核壳型含氟丙烯酸酯乳液.对乳液聚合过程中单体转化率的变化,特别是乳胶粒子的增长及分布的演变进行了测试和分析,证实了乳胶粒子核壳结构的形成.乳液聚合物膜的性能测试结果表明,与相同含氟单体用量的常规孔液相比,含氟聚合物富集于壳层的核壳形态有利于含氟结构单元在聚合物膜表面的分布,使用少量的含氟单体即可显著降低聚合物膜的表面能,提高其耐水性.     

阳离子无皂含氟核壳苯丙乳液的制备及成核机理

在水溶性阳离子单体甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)存在下,以乙醇为助溶剂,通过种子半连续核壳乳液聚合法制备阳离子无皂含氟核壳苯丙乳液。考察了水溶性阳离子单体DMC和乙醇用量对乳液聚合过程的影响;用透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对聚合物乳液乳胶粒形貌及涂膜化学组成进行表征,并讨论了无皂乳液聚合的成核机理和聚合过程。结果表明,采用种子半连续乳液聚合法,当DMC的质量分数为6.0%,乙醇的质量分数为7.5%(釜液)时,可以得到稳定的阳离子核壳结构含氟乳液,无皂乳液聚合的成核机理是先以均相成核方式后继续以低聚物成核方式进行,最终形成核壳结构。     

结构可控PMMA/PAN/PMMA三层核壳聚合物微球的制备与表征

采用多步无皂乳液聚合的方法合成了三层核壳结构的聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA/PAN/PMMA)聚合物微球。并通过改变单体加入量得到一系列不同结构的三层核壳微球。使用激光粒度仪、红外光谱、扫描电镜等对得到的三层微球进行表征。结果表明,制备的聚合物微球具有清晰的三层核壳结构,直径在300 nm~500nm之间;其第二层及第三层厚度可分别控制在15 nm~30 nm,40 nm~70 nm之间,较易实现了三层核壳聚合物结构的控制。     

种子细乳液聚合法制备PVAc/PS复合微球形貌的研究

以乙酸乙烯酯(VAc)和苯乙烯(St)为单体,十六烷(HD)和聚苯乙烯(PS)为助稳定剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,采用种子细乳液聚合法通过不同的加料顺序制备了不同形貌的聚苯乙烯(PS)/聚乙酸乙烯酯(PVAc)复合微球。考察了乳化剂和助稳定剂的用量对聚合稳定性的影响。采用红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和热失重分析(TGA)等方法对复合微球进行了表征。结果表明,乳化剂的用量为6.5mM、PS/HD质量比为1/4时,聚合反应稳定。以PVAc为种子可以得到Janus结构的复合微球;以PSt为种子可以得到核壳结构的复合微球。进一步采用溶剂去除PS核和皂化反应将PVAc水解,得到了中空结构的PVA微球和Janus型双亲性PS/PVA微球。     

种子用量对核壳型聚丙烯酸酯乳液的影响

采用半连续种子乳液聚合法,制备了不同种子用量(占核层单体质量的5%、15%、25%、35%)的核壳型聚丙烯酸酯乳液。研究了种子用量对乳胶粒子粒径大小及分布的影响,并用动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)对乳胶粒子进行表征。结果表明:SEM可以观察到分布均一、规则的圆球状微球;DLS显示随着反应的进行核壳丙烯酸酯乳胶粒子的粒径呈增长趋势;种子用量增加乳胶粒子的粒径变小,即通过控制种子用量可以达到控制核壳微球粒径的目的;聚合物的分子量随着种子用量的增加而增大,分布变宽。     

扩散控制无皂乳液聚合法制备纳米聚合物微球

在不添加任何乳化剂的条件下,将甲基丙烯酸(MAA)和苯乙烯(St)单体进行无皂乳液聚合,制备纳米聚合物微球。由于采用的搅拌速率较低,单体相和水相呈现层状分布,聚合反应速率由单体扩散速率控制。跟传统的动力学控制乳液聚合法相比,扩散控制所得产物粒径较小,最小可达35nm,且乳液稳定性较好。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、动态激光光散射(DLS)、核磁(1 HNMR)、扫描电镜(SEM)对其进行表征。并研究了反应温度、引发剂用量、单体摩尔配比对乳液稳定性和微球粒径的影响,发现反应温度在80℃,引发剂的占单体质量百分数为25%,单体摩尔配比1:2.5的时候乳液稳定,微球最小粒径35nm,57.7%的粒子小于100nm。     

核壳型叔碳改性氟丙乳液的合成与性能

氟碳丙烯酸酯(氟丙)乳液是水乳胶涂料的主要成膜物质之一。为了提高其耐水性、附着力等性能,通过种子乳液聚合法将叔碳酸酯(VC)和氟碳丙烯酸酯(FA)功能单体引入丙烯酸酯共聚乳液,制备了核壳型叔碳改性氟丙乳液,采用透射电子显微镜、红外光谱、耐水性、附着力等对乳液及乳胶膜进行了测试表征,并考察了氟碳单体用量、叔碳单体加料方式及用量、核壳质量比对乳液聚合及乳胶膜性能的影响。结果表明:当氟碳单体用量为8%,叔碳单体加入壳中且用量为6%,核壳质量比为1∶1时,制备的乳液具有明显的核壳结构,乳胶膜接触角可达105.5°,吸水率仅为3.7%,附着力为1级。     

基于巯基烯反应的细乳液法制备巯基-丙烯酸酯聚合物微球的研究

用三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TMMP)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)通过细乳液聚合法制备得到巯基-丙烯酸酯聚合物微球。研究了单体和乳化剂用量对微球形貌及微球粒径分布的影响。结果表明:制备得到球形的共聚物纳米颗粒。单体和乳化剂配比的增加会使微球的粒径增大,单体和乳化剂浓度的降低会使微球粒径分布更宽,但过多的乳化剂会破坏乳液稳定性。     

CO_2响应核壳/高尔夫球型微球的制备与性能

CO_2刺激响应聚合物材料近年广受关注,但CO_2刺激响应聚合物微球鲜见报道。利用种子乳液聚合制备了以聚苯乙烯(PS)为核,聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(PDEA)为壳的PS-PDEA微球,研究了其形貌、粒径、pH和CO_2响应行为。结果表明,该类微球同时具有核壳和高尔夫球型结构,核和壳尺寸分别约为162 nm和13 nm,并显示出良好的pH和CO_2响应能力;乳液粒径随着CO_2/N_2交替重复通入而可逆增大/减小;冷冻干燥后的微粉在酸性和碱性条件下分别变得相对亲水和疏水。     

pH值与温度对中空聚合物微球的影响

在高压釜中,以单分散的聚苯乙烯-甲基丙烯酸(P(St-MAA))为种子微球,采用碱中和冷却法制备中空聚合物微球,研究了pH值与温度对中空微球的影响。扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试分析表明,pH值与温度对中空微球的体积变化分数ΔV、中空孔径DHTEM、中空度A影响明显;随着pH值的增大或反应温度的升高,ΔV增大。当反应温度一定时(t=140℃),pH=10.5的乳液制备的中空微球DHTEM约为184 nm,A为17.3%;当乳液的pH一定(pH=12.5),碱中和反应温度以125℃为宜,此时DHTEM约为210 nm,A为24.6%。     

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.     

未处理聚丙烯涂饰用丙烯酸聚合物乳液的合成及表征

以丙烯酸异冰片酯(iBOA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、丙烯酸(AA)为单体,通过半连续种子乳液聚合法合成了一种可直接在未处理聚丙烯(PP)表面涂饰的核壳型丙烯酸聚合物乳液。探讨了聚合反应条件、AA和iBOA用量对乳液性能的影响;采用透射电镜、差示扫描量热分析和粒径分析等测试技术表征了乳胶粒的结构,并以表面张力和接触角等分析了乳液在未处理聚丙烯基材上的润湿性和附着力。研究结果表明,AA用量越多,乳胶粒核壳结构越明显;iBOA的加入使得乳液表面张力降低约10mN/m,接触角降低约8°;随着iBOA用量增加,乳液在未处理PP基材上的附着力有了明显的提高。     

含氟聚丙烯酸酯自分层乳胶涂料的制备与性能

为制备通过一次涂布而形成多层的自分层涂料,实现对基材的有效保护,通过种子乳液聚合制备了含氟与纯丙烯酸酯两种乳液,并将其复配成可自分层的乳胶涂料。分别用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、光学显微镜和动态力学谱仪(DMA)对涂膜进行了表征。结果表明,随共聚单体中甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)的含量增大,涂膜不透明性增大,光学显微镜表明涂膜出现分层现象;FT-IR分析表明,涂膜的上下表面—CF3的含量不同,上表面有更多的含氟单体;DMA分析表明,力学内耗峰随含氟乳液用量比例增多而变宽,也说明涂膜已产生相分离,得到了自分层涂料。     

水性塑料涂料用聚氨酯-苯乙烯核壳交联乳液的合成研究

通过引入双功能团单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA),将双键引入聚氨酯(PU)链中,再与苯乙烯(St)单体乳液聚合合成了交联型聚氨酯-聚苯乙烯(PUS)核壳复合乳液。研究了核壳质量比、HEMA用量对乳液及涂膜性能的影响,并用FTIR和TEM对聚合物结构和胶粒形态进行了表征。研究表明,随着核壳比的增大,乳液粒径和MFT先增大后减小,涂膜对高抗冲击聚苯乙烯(HIPS)塑料基材的附着力增加;HEMA用量增加,涂膜的耐水性和附着力提高。当核壳质量比为4/5,HEMA/PU为6%时,涂膜对HIPS塑料基材附着良好。