反应体系组成对纳米SiO_2/PS复合粒子粒径及分布的影响

研究了在纳米SiO2粒子表面的苯乙烯原位聚合反应中,反应体系的组成(单体、引发剂、稳定剂及纳米SiO2粒子用量)对纳米SiO2/PS复合粒子的形态、粒径大小及分布的影响。结果表明,当纳米SiO2粒子与单体质量比为5%,苯乙烯质量分数为25%,引发剂及稳定剂用量分别为单体用量(质量比)的0.15%和1.5%时,制备出的纳米SiO2/PS复合粒子呈球形,表面光滑无明显缺陷,颗粒之间分散性很好,粒径为0.923μm,分散系数为0.108。     

超声波引发苯乙烯分散聚合反应制备SiO_2/PS复合粒子

在系统研究超声波场下辅助引发苯乙烯(St)分散聚合反应规律的基础上,利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用,在实现纳米SiO2粒子于反应介质中均匀分散的同时,引发St单体在纳米SiO2粒子表面进行分散聚合反应,制备出二氧化硅/聚苯乙烯(SiO2/PS)复合粒子,并运用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、X射线衍射谱(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等多种测试手段对SiO2/PS复合粒子的形貌、粒径及分布、表面特性、化学组成及结构等进行了表征。     

纳米SiO2粒子静电吸附引发剂及引发甲基丙烯酸甲酯乳液聚合

对纳米SiO2粒子静电吸附2,2′-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢(AIBA)引发剂,进而在其表面引发甲基丙烯酸甲酯乳液聚合而制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/纳米SiO2复合粒子进行了研究.发现当介质pH值高于SiO2粒子等电势点时,纳米SiO2能与AIBA发生静电吸附而锚固上引发剂.使用高速离心分离/紫外分光光度计分析,证明引发剂吸附存在一个稳定上限,在pH=10时为0.067g·(g·SiO2)-1.随着纳米SiO2粒子锚固AIBA量的增加,聚合速率增加,PMMA/纳米SiO2复合粒子的平均粒径变小;乳化剂OP-10用量过大时,复合粒子的胶体稳定性降低.原位乳液聚合得到的PMMA/纳米SiO2复合粒子的典型形态为"草莓"型核壳结构.     

原位乳液聚合制备的聚丙烯酸丁酯/纳米SiO2复合粒子的形貌和形成机理

通过吸附于水相分散纳米SiO2粒子表面的2,2'-偶氮(2-脒基丙烷)二氢氯化物(AIBA)的引发作用,进行丙烯酸丁酯(BA)的原位乳液聚合,制备聚丙烯酸丁酯(PBA)/纳米SiO2复合乳胶粒.分别采用透射电镜观察复合粒子的形貌,高速离心分离/超声分散和氢氟酸腐蚀表征复合胶乳中PBA乳胶粒与纳米SiO2粒子的结合程度.发现有纳米SiO2粒子聚集于复合乳胶粒表面,复合粒子表面粗糙,呈"草莓形"结构;当复合粒子中SiO2质量分率为14.6%～22.6%时,60%左右的纳米SiO2富集于复合粒子表面,30%左右被包覆在复合粒子内部,另有少量游离于水相.采用原位乳液聚合得到的复合粒子中纳米SiO2与聚合物的结合牢度远大于以AIBA为引发剂合成的PBA乳液与纳米SiO2分散液直接混合所能达到的结合牢度.认为在原位乳液聚合过程中,由于纳米SiO2粒子表面锚固的PBA量的不同,引起SiO2粒子的亲水/亲油性和与PBA的相容性也不相同,导致出现以上的SiO2的分布特性和复合粒子形貌.     

粒子表面处理对纳米Ag/PMMA复合粒子的影响

纳米银/聚甲基丙烯酸甲酯(Ag/PMMA)复合粒子是一种新型的功能粒子,可以有效利用昂贵金属纳米粒子组元的独特性能,是高表面能金属纳米粒子稳定化的有效途径。在Ag/PMMA复合粒子的制备过程中,纳米Ag粒子表面处理时所用表面活性剂的种类及用量直接影响Ag/PMMA复合粒子的粒径及分布。纳米Ag粒子在超声波场作用下经十二烷基硫酸钠(SDS)处理后,可在纳米Ag粒子表面形成单体和引发剂的富集区,在适当条件下引发以纳米Ag粒子为核心的原位分散聚合反应。本文通过对各影响因素的研究,采用阴离子表面活性剂SDS对纳米Ag粒子进行表面处理,且用量控制在Ag粒子质量的10%～15%范围内,可实现Ag粒子的PMMA有机包覆。     

表面引发原子转移自由基聚合合成聚苯乙烯接枝纳米SiO2复合乳液

采用偶联剂对纳米SiO2粒子表面进行处理,将原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂引入到SiO2粒子表面合成大分子引发剂,通过细乳液聚合工艺制备了相对分子质量分布窄的聚合物基纳米SiO2复合乳液,利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和凝胶色谱(GPC)等对复合乳液粒子及表面接枝聚苯乙烯进行了表征分析。结果表明:聚合物的相对分子质量在反应过程中随单体转化率的增大呈线性增长趋势,相对分子质量分布较窄(Mw/Mn=1.34),接枝在纳米SiO2粒子表面聚苯乙烯的分子大小比较均匀;TEM和SEM观察表明:通过合成复合乳液使纳米SiO2粒子在涂膜中达到均匀的单分散状态;所合成的纳米复合粒子在功能涂层材料方面具有良好的应用潜能。     

机械化学法改性纳米SiO_2粒子(英文)

利用机械化学法对纳米SiO2进行了表面修饰改性。首先通过高速机械冲击将纳米SiO2粒子镶嵌在微米级的CaCO3粒子表面形成草莓结构的CaCO3/SiO2复合粒子,从而阻止纳米SiO2的团聚。而后又以六甲基二硅氮烷(hexmethyldisilazane,HMDS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550为改性剂对CaCO3/SiO2复合粒子进行了表面改性。用红外光谱和热重分析对复合粒子进行了表征与分析。考察了搅拌速度、CaCO3/SiO2配比、改性温度、改性时间和改性剂用量对CaCO3/SiO2复合粒子形貌和表面改性效果的影响。结果表明:在搅拌速度为6500r/minCaCO3与SiO2的质量比为5:1,以HMDS为改性剂在200℃反应90min时,对纳米SiO2的改性效果最好。CaCO3/SiO2复合粒子既保持了纳米SiO2的纳米效应,同时又具有多重表面结构,在橡胶补强填料和超疏水涂层制备方面有着广阔的应用空间。     

丙烯酸酯类聚合物乳液法修饰纳米SiO2粒子研究

采用带有羧基活性官能团的丙烯酸酯类聚合物乳液对纳米SiO2进行表面修饰.并用透射电镜、红外、热失重、接触角、粒径分析对处理效果进行了表征.结果表明所制备的含羧基基团的共聚物乳胶粒子在机械搅拌作用下,与粒径为15～20nm左右的无机SiO2纳米粒子的作用过程中,实现了对SiO2表面修饰和分散的效果.当复合温度(65℃)高于改性用聚合物的Tg(45℃)时,柔软的聚合物乳胶粒子变形、黏附在SiO2纳米粒子周围,并通过羧基的化学吸附作用最终实现对SiO2粒子的包覆;当复合温度(25℃)低于改性用聚合物的Tg(45℃)时,乳胶粒子仍保持其基本形状,SiO2粒子黏附在乳胶粒子周围.     

单分散性Fe_3O_4/CoO/SiO_2复合纳米粒子的制备与表征

采用溶剂热法,在160℃下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,制备Fe3O4/CoO复合纳米粒子;然后采用St觟ber法,在35℃下,以氨水催化正硅酸乙酯(TEOS),制备Fe3O4/CoO/SiO2复合纳米粒子。考察反应物配比、氨水浓度、醇水比对Fe3O4/CoO/SiO2复合粒子磁学性能的影响。对复合纳米粒子采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、交流梯度磁强计(VSM)、差热分析(DTA)等手段进行表征分析。结果表明:Fe3O4/CoO/SiO2复合纳米粒子晶形生长良好,粒径在20nm左右。利用CoO进行表面修饰后,提高了纳米Fe3O4粒子的饱和磁化强度,通过包覆SiO2进行表面改性后,提高了纳米Fe3O4粒子的分散性和稳定性。实验确定了Fe3O4/CoO复合粒子与TEOS的摩尔比1∶2、TEOS与氨水的摩尔比1∶3、无水乙醇与蒸馏水的体积比2∶1为最佳反应物配比。     

PP/无机粒子复合纤维吸附性能的研究

通过熔融共混和表面涂覆两种方法制备了不同种类的PP/无机粒子复合纤维 ,对其表面形态进行SEM观察 ,并应用自行设计的吸附装置对纤维的吸附性能进行分析。研究发现 ,PP/纳米粒子复合纤维的吸附性能明显优于PP/微米粒子复合纤维的吸附性能 ;而其中PP/纳米SiO2 复合纤维的吸附性能最好 ,吸附量较之于纯PP提高了 44 %。     

聚苯醚/聚苯乙烯/纳米二氧化硅复合材料的制备及其结构与性能

通过熔融共混法制备了聚苯醚(PPE)/聚苯乙烯(PS)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,并采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、力学性能测试及Hakke流变仪等研究了复合材料的结构与性能。结果表明,纳米SiO2均匀分散在PPE/PS基体中,粒径随着SiO2含量的增加而增大;随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度呈现先增大后降低的趋势,弯曲强度和玻璃化转变温度逐渐增大,蠕变量则逐渐降低。     

Morphology of micron‐sized,monodisperse, nonspherical polystyrene/poly(n‐butyl methacrylate) composite particles produced by seeded dispersion polymerization

Nonspherical polystyrene (PS)/poly(n‐butyl methacrylate) (PBMA) composite particles with uneven surfaces were produced by seeded dispersion polymerization of BMA with 1.65‐μm, monodisperse, spherical PS seed particles. The composite particles consisted of a PS core and an incomplete PBMA shell. The formation mechanism of such nonspherical particles was discussed. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 83: 2013–2021, 2002     

纳米SiO2/PS复合材料的制备及性能

以无水乙醇为溶剂,使用偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2表面进行了化学改性,采用溶液聚合法在改性后的纳米粒子表面接枝苯乙烯,然后通过熔融共混法制备了纳米SiO2/PS复合材料。利用红外光谱考察了改性前后纳米SiO2与硅烷偶联剂、苯乙烯的相互作用;利用扫描电镜观察了复合材料的断面形貌结构,研究了纳米SiO2含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:与纯聚苯乙烯相比,纳米SiO2质量分数为4%时,复合材料的缺口冲击强度提高了7.6%、拉伸强度提高了0.98%,显示出纳米SiO2对聚苯乙烯具有同时增强增韧的效果。     

纳米SiO2的分散性对水泥胶砂强度的影响

采用手工搅拌、机械搅拌以及超声波作用对纳米SiO2进行分散处理,通过纳米粒度Zeta电位仪测定纳米SiO2胶体粒径及粒径分布,研究了纳米SiO2的分散性及其对水泥胶砂强度和毛细吸水的影响.研究结果表明,比较三种分散效果,超声波作用最好,机械搅拌次之,手工搅拌最差;增加超声波作用时间,纳米SiO2胶体平均粒径降低,分散性提高,超声波作用超过10 min,纳米SiO2胶体小颗粒增多,但粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性提高不明显;水泥胶砂强度和毛细吸水性与纳米SiO2的分散性有关,随纳米SiO2分散性的提高,水泥胶砂强度增大,毛细吸水系数降低,胶砂试件的密实度提高.     

纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用研究

采用红外光谱、紫外-可见分光光度计研究了纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用,并利用纳米粒度zeta电位仪、旋转粘度计研究了纳米SiO2吸附减水剂后对其分散性以及新拌水泥浆体流动性的影响.研究结果表明,纳米SiO2对聚羧酸减水剂存在吸附作用,吸附量随减水剂浓度的增大而增加,当减水剂浓度增加到5g/L时,吸附量趋近饱和.纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用,使其团聚粒径增大,粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性大大降低.将纳米SiO2溶于拌和水中,先加入水泥搅拌,然后再加入减水剂搅拌,可减小纳米SiO2对减水剂的吸附,增大减水剂的利用效率,提高水泥浆体的流动性.     

动态填充注塑成型PP/nano-SiO2复合材料的力学性能与形貌分析

采用动态填充注塑成型(DFIM)制备了聚丙烯/二氧化硅(PP/nano-SiO2)复合材料。结果表明:与传统的注塑成型技术相比,采用DFIM法制备的PP/nano-SiO2复合材料的拉伸强度和冲击强度比纯PP材料和常规注射制备的复合材料有了较大提高;nano-SiO2通过DPIM技术可以更好地分散在PP基质中,形成的团聚较少。DFIM法制备的PP/nano-SiO2复合材料力学性能的提高,主要归因于nano-SiO2颗粒的均匀分布,使球晶的数量急剧增加,球晶的尺寸明显减小,小晶体有助于形成材料裂纹,从而进一步提高材料的力学性能。     

纳米SiO2包覆微晶纤维素对PBS/PLA复合材料性能的影响

以纳米二氧化硅(nano-SiO2)表面包覆的微晶纤维素(MCC)为填料,采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯（PLA/PBS）复合材料。运用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、动态热力学分析仪等方法研究了nano-SiO2对PLA/PBS/MCC复合材料的力学性能、热稳定性以及结晶行为的影响。结果表明,nano-SiO2包覆在MCC表面后与PLA/PBS熔融共混提高了nano-SiO2在聚合物材料中的分散性,改善了MCC与树脂基体的相容性;添加5 %（质量分数,下同）MCC的PLA/PBS/MCC复合材料,与同样添加量的PLA/PBS/nano-SiO2-MCC复合材料相比,其储能模量、冲击强度以及结晶度分别提高了13.04 %、11.70 %、71.92 %。     

Preparation of polystyrene/poly(methyl methacrylate) core‐shell composite particles by suspension‐emulsion combined polymerization

Suspension‐emulsion combined polymerization process, in which methyl methacrylate (MMA) emulsion polymerization constituents (EPC) were drop wise added to styrene (St) suspension polymerization system, was applied to prepare polystyrene/poly(methyl methacrylate) (PS/PMMA) composite particles. The influences of the feeding condition and the composition of EPC on the particle feature of the resulting composite polymer particles were investigated. It was found that PS/PMMA core‐shell composite particles with a narrow particle size distribution and a great size would be formed when the EPC was added at the viscous energy dominated particle formation stage of St suspension polymerization with a suitable feeding rate, whereas St‐MMA copolymer particles or PS/PMMA composite particles with imperfect core‐shell structure would be formed when the EPC was added at the earlier or later stage of St suspension polymerization, respectively. It was also showed that the EPC composition affected the composite particles formation process. The individual latex particles would exist in the final product when the concentrations of MMA monomer, sodium dodecyl sulfate emulsifier, and potassium persulfate initiator were great in the EPC. Considering the feature of St suspension polymerization and the morphology of PS/PMMA composite particles, the formation mechanism of PS/PMMA particles with core‐shell structure was proposed. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

用激光粒度分析仪检测细粒径SiO2基相变调湿复合材料的粒度分布

以SiO2为载体、棕榈醇-棕榈酸-月桂酸为相变材料,采用溶胶-凝胶法制备细粒径SiO2基相变调湿复合材料,以中位径(d50)为评价指标,采用激光粒度分析仪研究了溶液溶质浓度、超声时间、超声频率及分散介质对材料粒度的影响. 结果表明,激光粒度分析仪可用于检测SiO2基相变调湿复合材料的粒度分布,水对材料的分散效果比乙醇好,以水为分散介质,材料最佳溶质浓度为5~10 g/L,最佳超声时间为15 min以上,最佳超声功率大于400 W.