纳米硅溶胶改性聚硅氧烷微乳液的研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷对纳米硅溶胶进行表面改性,使其表面接枝上可反应的乙烯基官能团,以过硫酸钾作为引发剂,与乙烯基有机硅单体、丙烯酸酯类单体进行原位聚合反应制备纳米硅溶胶改性聚硅氧烷微乳液。系统研究了聚合温度、乳化剂对聚合反应过程中乳液稳定性、乳胶膜吸水率以及乳胶粒子粒径的影响,结果表明:聚合过程中反应温度分别控制在80℃、90℃,转化率最高;烷基聚氧乙烯醚(AEO)与十二烷基苯磺酸钠(LAS)质量比为1.5∶1~2∶1,乳化剂用量为1.5%~2.0%时,制备的乳液稳定性最好,乳胶膜的吸水率低于3%,与其他共混乳液、聚硅氧烷乳液相比,吸水率显著降低;透射电子显微镜(TEM)观察结果显示:乳液中存在以纳米SiO2为核、聚硅氧烷聚合物为壳的结构形态,与共混乳液相比,改性乳液中游离的纳米SiO2粒子数大大减少。     

MEMO改性硅溶胶增强甲基硅树脂薄膜结构及性能

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)水解聚合产物作为成膜材料,甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MEMO)改性硅溶胶为无机增强剂,采用溶胶-凝胶法在聚碳酸酯(PC)表面制备透明硅溶胶增强甲基硅树脂薄膜;探讨了MEMO改性硅溶胶前后涂膜液的稳定特征及薄膜特性,采用envelope方法计算了薄膜厚度。研究结果表明,MEMO改性硅溶胶增强硅树脂涂膜液与未经MEMO改性的涂膜液相比,凝胶时间延长,稳定性提高,易制备厚膜而不开裂;薄膜对PC片有增透作用,MEMO改性对薄膜增透性能及硬度影响不大;薄膜厚度随着陈化时间的延长而增加,理论计算所得的膜厚与SEM实测结果相近。     

改性氨基硅溶胶/天然乳胶膜材料的制备、结构及性能

采用阳离子乳化剂聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)对氨基硅溶胶进行改性制备改性氨基硅溶胶(MSS),然后将其与天然乳胶(NRL)进行杂凝聚制得MSS/NRL膜材料,分析了MSS,MSS/NRL膜材料的结构、粒径、Zeta电位及形态,考察了MSS/NRL膜材料的力学性能及耐紫外老化性能。结果表明,MSS与NRL共混后粒径较NRL增大;氨基硅溶胶经PDDA改性后呈弱正电性,能在杂凝聚共混环境下与带负电荷的乳胶粒子形成多层次核-壳结构;随着MSS添加量的增加,MSS/NRL膜材料的拉伸强度呈先增后减的趋势,当MSS质量分数为0.35%时,膜材料的拉伸强度达到21.98 MPa的最大值,扯断伸长率达到750%;MSS/NRL薄膜的耐紫外老化性能在老化12 h以后较NRL薄膜提高10%以上。     

UV固化环氧丙烯酸酯／SiO2杂化涂料的制备与性能研究

以改性硅溶胶为无机组分,双酚A型环氧丙烯酸酯为有机组分,制备了UV同化环氧丙烯酸酯/SiO2杂化涂料.研究了改性硅溶胶制备条件及其用量对杂化涂料机械性能的影响,并用FT-IR和TG对固化膜进行了表征.结果表明改性硅溶胶能够同时提高体系的硬度和柔韧性,当n(MPTMS):n(HCI):n(TEOS)为0.75:0.024:1、改性硅溶胶与环氧丙烯酸酯的质量比为30:70时,涂膜机械性能最佳.TG分析结果表明改性硅溶胶的加入可以明显提高环氧丙烯酸酯的热稳定性.     

环糊精对聚合物乳胶粒子性能影响的研究

以苯乙烯（St）和甲基丙烯酸丁酯（BMA）为单体,采用核壳乳液聚合的方法,制备了苯丙乳胶粒子。研究了不同含量β-环糊精(β-CD)对聚合体系反应过程及苯丙乳胶粒子性能的影响。动态光散射(DLS)数据显示,制备的乳胶粒子粒径小且分布窄,分布均匀,具有单分散性;接触角表明,乳胶膜的亲水性增强,表面能较改性前有所增加;原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)表明,改性后乳胶粒子为核壳结构,粒径分布均匀,大小均一;当β-CD含量为5 %时,制得的苯丙乳液聚合物综合性能最佳。     

有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳胶涂料的研究

采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO_2)溶胶,并用含有可聚合基团的硅烷偶联剂(KH-570)对其进行接枝改性,制备可聚合的有机硅改性纳米TiO_2溶胶,然后通过核壳乳液聚合法,制备有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳液,并配制乳胶涂料。研究了改性纳米TiO_2溶胶、乳化剂和引发剂的用量对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明:有机硅/纳米TiO_2改性乳胶膜玻璃化转变温度和热稳定性有所提高,乳胶涂料的综合性能也有所改善。     

弹性含氟树脂乳液的制备研究

以氟树脂乳液作为种子乳液,MMA、AA、BA作为改性单体制备了弹性含氟树脂乳液。研究了乳化剂用量、AA用量、改性单体用量对聚合反应及膜性能的影响。结果表明:随着乳化剂用量的增加,聚合稳定性、膜吸水率增加;随着AA用量的增加,乳液的冻融稳定性提高,膜吸水率增加,凝胶率降低;乳液的平均粒径、膜吸水率、膜弹性随着改性单体用量的增加而升高,膜的拉伸强度随着改性单体用量的增加而降低。当m(改性单体)∶m(固体氟树脂)=4∶6时,乳胶膜具有良好的低温柔韧性。     

N-羟甲基丙烯酰胺对硅丙乳液及乳胶膜性能的影响

将N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)、端乙烯基聚硅氧烷大单体与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚合反应,制备了稳定的自交联型的硅丙乳液。通过聚合过程的动力学,聚合稳定性,乳胶粒的粒径大小和分布,以及乳胶膜的耐水性和力学性能测试,结合乳胶粒的微观形态和胶膜的红外光谱和DSC分析,讨论了NMA的引入及聚合方法对硅丙乳液和乳胶膜性能的影响。结果表明,在NMA适量加入的情况下,聚合反应速度加快,聚合稳定性提高,乳胶膜的耐水性增强,并使乳胶膜的力学性能也得到较大的提高。     

葡萄糖基可聚合乳化剂的合成及其在乳液压敏胶中的应用

丙烯酸酯乳液压敏胶是一类应用广泛的低VOC含量环保胶黏剂。本文合成了一种葡萄糖基可聚合乳化剂-丁基葡萄糖苷马来酸酯（BGMAH）,并采用半连续种子乳液聚合工艺制备了BGMAH改性的丙烯酸酯乳液压敏胶。通过系统考察BGMAH的结构及用量等因素对乳液粒径、乳胶膜耐水性和粘接性能的影响发现,当复合乳化剂质量分数保持3%不变,m(BGMAH):m(OP-10):m(SDS)=2:1.5:0.5时,乳胶膜的粘接性能和耐水性能最佳。红外、热稳定性等分析表明丙烯酸酯乳液在改性过程当中发生了共聚交联反应,且改性后聚合物体系相容性良好,乳胶膜的玻璃化转变温度和热稳定性均提高,同时对聚合体系的反应机理也进行了研究。     

马来酸酐化聚丁二烯改性丙烯酸酯乳液压敏胶的合成及表征

以马来酸酐化聚丁二烯(MLPB)作为交联改性助剂,通过半连续种子乳液聚合工艺制备了MLPB改性丙烯酸酯乳液压敏胶(PSA)。研究了聚合体系的反应机理、不同用量的MLPB对乳胶膜耐水性能、热稳定性能和粘接性能的影响,并对其结构进行表征。结果表明,当MLPB质量分数为5%时,乳胶膜的粘接性能和耐水性能最佳,此时吸水率为2.86%;红外光谱(FTIR)结果表明,丙烯酸酯乳液在改性过程当中发生了共聚交联反应;接触角测量仪(CA)显示,当MLPB的质量分数为5%时,乳胶膜的水接触角达到最大值,为108°;差示扫描量热分析法(DSC)结果论证,改性后聚合物体系相容性好,且乳胶膜的Tg随着MLPB质量分数的增加逐渐升高;热重分析(TGA)结果表明,MLPB改性后的乳胶膜具备较高的热稳定性。     

微滴乳液聚合制备PDMS/SiO2纳米复合材料

采用超声分散的方法,以少量八甲基环四硅氧烷(D₄)对硅溶胶粒子进行表面接枝改性。然后在改性硅溶胶存在下,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂兼催化剂进行D₄的微滴乳液聚合,得到聚硅氧烷(PDMS)/二氧化硅(SiO₂)纳米复合乳液。采用FTIR、TGA、纳米粒度仪、TEM和拉力机分别对样品进行了表征。结果表明:采用超声分散的方法,能够有效地实现硅溶胶粒子的表面改性。通过微滴乳液聚合得到的复合乳胶粒是聚合物包覆二氧化硅粒子的核壳结构形态。SiO₂的引入提高了有机硅复合膜力学性能,增强了热稳定性。     

SiO2溶胶在微滴乳液聚合中的原位纳米复合

本文提出将正硅酸乙酯(TEOS)的非水sol-gel反应与单体的微滴乳液聚合技术相结合,制备聚丙烯酸酯/二氧化硅纳米复合乳液。首先采用凝胶时间的测定与动态光散射等手段研究TEOS在甲酸催化下的非水sol-gel反应动力学,表明当甲酸/TEOS的摩尔比大于6,有利于形成颗粒状纳米二氧化硅溶胶。以硅烷偶联剂KH-570对非水溶胶原位改性,然后引入丙烯酸酯共聚单体中,研究硅溶胶的存在对单体微滴乳液聚合的影响。结果表明,聚合动力学与单体的微滴乳液聚合基本相似,但二氧化硅的引入改变了单体微滴的均一性和剪切分散的稳定性,导致乳胶粒径逐渐增大,粒径分布变宽。复合乳胶粒是若干无机粒子以微相区被包覆于有机聚合物中的纳米复合结构形态。     

乳液法合成纳米SiO_2/聚丙烯酸酯复合材料及其性能研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和由四甲氧基硅烷(TMOS)制备的硅溶胶为原料,通过乳液聚合制备了纳米SiO2/聚丙烯酸酯乳液,然后通过溶剂挥发法制得复合材料膜。通过红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、力学性能测试和热分析(TG)等手段,对乳液形貌、复合膜材料的组成、力学性能、疏水性能和热性能等方面进行研究。结果表明:纳米SiO2同时起到的增塑和增强作用,对复合物成型后的机械性能和吸水性能有复杂的影响;随着纳米SiO2的加入,复合材料的热稳定性增加。     

细乳液聚合胶乳性能的研究

本文用细乳液聚合方法制备了一系列苯乙烯/丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯胶乳,从多方面考察了其胶乳和胶膜的性能,并与传统乳液聚合方法制得的胶乳进行了比较,结果表明,采用细乳液聚合方法制备得到的胶乳具有更优良的性能.     

硅溶胶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

采用经典的St(o)ber法在常温下制备纳米级硅溶胶,用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对其改性.在阴离子乳化剂和非离子乳化剂共同存在下,通过乳液聚合制备了硅溶胶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液.表征了乳胶粒形貌,测试了共聚物组成及性能、乳液稳定性和乳胶膜性能.结果表明:乳胶粒有明显的核壳结构,乳液有良好的储存稳定性、稀释稳定性、高温和低温稳定性;硅溶胶/含氟聚丙烯酸酯复合乳胶膜吸水率达12.50％,对水的接触角为93 5°;复合物的热稳定性高于普通聚丙烯酸酯共聚物和含氟聚丙烯酸酯共聚物.     

聚(St-BA)/SiO_2复合微球的制备及其乳胶膜性能研究

利用苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)在纳米SiO2水分散体系中进行细乳液聚合,制备了成膜型聚(St-BA)/SiO2复合微球。研究了单体组成、SiO2用量和1-乙烯基咪唑(1-VID)用量对复合微球粒径的影响,采用动态光散射粒度分布仪(PCS)、透射电镜(TEM)、扫描探针显微镜(AFM)及DSC对复合微球及乳胶膜进行了表征。结果表明:制备得到的聚(St-BA)/SiO2复合微球具有草莓型结构,二氧化硅于表面富集,其平均粒径在192~327nm之间。对所得乳胶膜的研究发现,纳米SiO2粒子均匀分散在复合乳胶膜中,有机相和无机相达到纳米级复合,且该复合乳胶膜具有快速吸水和快速干燥的特性。     

含3nm硅溶胶的苯丙杂化乳液的制备与性能研究

在单一乳化剂存在下 ,用原位分散聚合方法制备了含 3 nm硅溶胶的苯丙杂化乳液。通过 FTIR、粒径分析、ζ电位和流变性能测试 ,表征了杂化乳液中的杂化效应、微粒形态及乳液稳定性 ,并与分别由 3 nm和 1 0 nm硅溶胶与苯丙乳液直接共混形成的杂化乳液进行了比较。与直接共混的杂化乳液成膜后的力学性能相比 ,由原位分散聚合形成的 3 nm硅溶胶杂化乳液成膜后 ,显示出较高的拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率。     

甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三氟乙酯共聚物细乳液的合成及其表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)为反应单体进行细乳液聚合,制得了MMA-co-TFEMA共聚物乳液。利用FTIR和GPC表征了共聚物的结构和分子量,采用激光光散射法及透射电镜对乳胶粒子的粒径大小及形貌进行了表征,并通过接触角法对共聚物膜的表面性能进行了研究。结果表明,与常规乳液相比,以细乳液方法制得的MMA-co-TFEMA共聚物乳液稳定性好,粒径分布窄,聚合物的分子量分布窄,并且共聚物膜随着氟含量的增加疏水疏油性增强,表面能降低。     

Preparation and characterization of silica sol/fluoroacrylate core–shell nanocomposite emulsion

The silica sol/fluoroacrylate core?Cshell nanocomposite emulsion was successfully synthesized via traditional emulsion polymerization through grafting of KH-570 onto silica particles. Comparing the performance of the polyacrylate copolymer, the fluorinated polyacrylate copolymer and the silica sol/fluoroacrylate core?Cshell nanocomposite emulsion, we can come to a conclusion that the silica sol/fluoroacrylate core?Cshell nanocomposite emulsion presents significantly excellent performance in all aspects. The products were characterized by Fourier transform infrared (FTIR), photon correlation spectroscopy (PCS), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetry (TGA), Contact angle and UV?Cvis analyses techniques. The chemical structure of polyacrylate copolymer, fluorinated polyacrylate copolymer and silica sol/fluoroacrylate nanocomposite were detected by FTIR. The size and stability of emulsion latex particles were determined by PCS technique. TEM analysis confirmed that the resultant latex particle has the core?Cshell structure, obviously. The water absorption and contact angle data also showed that the silica sol/fluoroacrylate nanocomposite film has good hydrophobic performance. TGA analysis indicated the weight loss of the silica sol/fluoroacrylate nanocomposite film begins at around 350?°C which testifies its good thermal stability. The UV?Cvis spectroscopy analysis showed that the silica sol/fluoroacrylate nanocomposite film possess UV?Cvis shielding effect when the added volume amount of KH570 modified silica sol is up to 5?mL. Therefore, the excellent properties of hydrophobicity, thermodynamics and resistance to ultraviolet provide the silica sol/fluoroacrylate nanocomposite film with potential applications in variety fields. In addition, the formation mechanism of core?Cshell structure silica sol/fluoroacrylate nanocomposite latex particles was speculated.     

Preparation and properties of poly[styrene‐co‐(butyl acrylate)‐co‐(acrylic acid)]/silica nanocomposite latex prepared using an acidic silica sol

BACKGROUND: Polyacrylate/silica nanocomposite latexes have been fabricated using blending methods with silica nanopowder, in situ polymerization with surface‐functionalized silica nanoparticles or sol–gel processes with silica precursors. But these approaches have the disadvantages of limited silica load, poor emulsion stability or poor film‐forming ability. RESULTS: In this work, poly[styrene‐co‐(butyl acrylate)‐co‐(acrylic acid)] [P(St‐BA‐AA)]/silica nanocomposite latexes and their dried films were prepared by adding an acidic silica sol to the emulsion polymerization stage. Morphological and rheological characterization shows that the silica nanoparticles are not encapsulated within polymer latex particles, but interact partially with polymer latex particles via hydrogen bonds between the silanol groups and the ? COOH groups at the surface of the polymer particles. The dried nanocomposite films have a better UV‐blocking ability than the pure polymer film, and retain their transparency even with a silica content up to 9.1 wt%. More interestingly, the hardness of the nanocomposite films increases markedly with increasing silica content, and the toughness of the films is not reduced at silica contents up to 33.3 wt%. An unexpected improvement of the solvent resistance of the nanocomposite films is also observed. CONCLUSION: Highly stable P(St‐BA‐AA)/silica nanocomposite latexes can be prepared with a wide range of silica content using an acidic silica sol. The dried nanocomposite films of these latexes exhibit simultaneous improvement of hardness and toughness even at high silica load, and enhanced solvent resistance, presumably resulting from hydrogen bond interactions between polymer chains and silica particles as well as silica aggregate/particle networks. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry