纳米TiO2/P(MMA-BA-MAA)复合粒子的制备及聚合动力学

用乳液聚合法制备了纳米TiO₂/甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸共聚物［TiO₂/P(MMA-BA-MAA)］复合粒子。考察了乳化剂的浓度、单体的用量比对复合粒子形貌的影响。系统研究了乳化剂浓度、引发剂用量、单体用量比、共乳化剂浓度、反应温度对TiO₂/P(MMA-BA-MAA)复合粒子包覆反应动力学影响。用TEM、FTIR及TG分析等证实P(MMA-BA-MAA)包覆在TiO₂表面形成表面光滑、分散性好的球形核 壳复合粒子。根据动力学实验结果,求出整个乳液聚合包覆反应的反应速率方程,反应的表观活化能为163.0 kJ.mol^-1。推测可能的包覆反应机理应为无机纳米TiO₂表面吸附乳化剂分子形成所谓的TiO₂/surfactant胶束成核或均相凝聚成核。TG结果显示,复合粒子的热稳定性高于相同条件下得到的共聚物的稳定性。ζ电位、接触角实验表明,与纳米TiO₂相比,复合粒子亲水性能下降、亲油性能提高。     

乙烯基硅氧烷改性丙烯酸酯乳液聚合的动力学及成核机理分析

用种子乳液聚合法研究了硅氧烷改性丙烯酸酯的乳液聚合,对影响种子乳液聚合动力学的因素进行讨论,并分析了乳液聚合的成核机理.实验结果表明：反应温度、引发剂浓度、乳化剂浓度和有机硅氧烷用量对有机硅改性丙烯酸酯乳液聚合动力学有较大的影响.反应温度越高,引发剂浓度越高、乳化剂浓度越高、有机硅氧烷用量相对较小,乳液聚合反应的转化率越高;此外,体系的pH值在6～8之间时也有利于反应的进行.种子乳液聚合中R_P∝［E］^0.72,R_P∝［I］^0.56,表观活化能E_a为143.92 kJ•mol^-1.种子乳液聚合初期,反应主要是单体液滴成核;进入壳层反应时,反应成核主要是以胶束成核为主.     

高分子聚合物包覆无机纳米粒子的研究进展

简单介绍了非液滴内成核法、液滴内成核法包覆无机纳米粒子的原理,重点讨论了乳液聚合法、无皂乳液聚合法、分散聚合法、悬浮聚合法、细乳液聚合法包覆无机纳米粒子的优缺点。针对包覆过程中产生的独立聚合物粒子、独立无机粒子,提出采用引发剂吸附在无机颗粒表面、采用反应性乳化剂和偶联剂处理无机粒子并控制单体用量;针对包覆多个无机粒子,提出采用聚合前超声空化技术。     

以聚四氟乙烯乳胶粒子为种子的丙烯腈/苯乙烯乳液共聚合

以工业聚四氟乙烯(PTFE)乳胶粒子为种子,进行苯乙烯/丙烯腈(St/AN)种子乳液聚合,研究了单体加入方式、OP-10和十二烷基硫酸钠(SDS)复合乳化剂组成和用量对聚合稳定性、复合乳胶粒子平均粒径及粒径分布和形态的影响。结果表明,单体预乳化半连续乳液聚合稳定性高于间歇乳液聚合,两者又高于单体未乳化半连续乳液聚合;当OP-10/SDS复合乳化剂(OP-10/SDS质量比为2～1/2)用量小于4%质量分率时,采用间歇和半连续乳液聚合得到的复合乳胶粒子的平均粒径均大于PTFE种子;当复合乳化剂用量大于4%质量分率时,复合乳胶粒子平均粒径小于PTFE种子,与St/AN共聚物(SAN)二次粒子形成有关。PTFE粒子呈棒状或鹅卵状,而种子间歇乳液聚合和单体预乳化半连续乳液聚合得到的PTFE-SAN复合粒子均呈球状,PTFE被SAN包覆较完全。     

TiO2/SiO2的制备及其对茜素红溶液的降解动力学

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体，冰醋酸为水解抑制剂，采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂/SiO₂复合物。X射线衍射和红外光谱等表征结果表明，纳米TiO₂/SiO₂粒子焙烧后主要以锐钛型存在，有Ti—O—Si键产生。在实验浓度范围，光催化降解茜素红反应符合一级动力学规律，采用半衰期法确定反应级数为0.82。     

用相转移法有机表面改性纳米TiO2

以正辛基三乙氧基硅烷（LM-N308）为有机表面改性剂,用相转移法对金红石相纳米TiO₂进行有机表面改性。采用了傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热分析（TG-DTA）、X 射线光电子能谱（XPS）、高分辨透射电镜（HRTEM）、亲油化度实验等对所得的纳米TiO₂进行了表征。红外光谱和X射线光电子能谱表明LM-N308以化学键合的方式结合在纳米TiO₂表面。HRTEM结果显示,在纳米TiO₂的表面存在厚度均匀约2 nm的有机包覆层。TG和亲油化度实验数据表明,纳米TiO₂表面化学吸附的LM-N308的饱和质量分数为7.0%～9.7%。分散性实验表明,经LM-N308表面改性的纳米TiO₂由亲水性变成了疏水性。     

水相介质中纳米TiO2粒子软团聚体的解团聚

纳米TiO₂等无机粒子在水相介质中极易发生团聚,进而会严重影响其功效的充分发挥。本文考察了TiO₂水分散液体系中TiO₂粒子的团聚形式,比较了几种常规分散技术以及表面锚固改性技术对这些团聚体的解团聚效果。结果发现：大部分TiO₂粒子在水相介质中以软团聚体形式存在,高速剪切和添加分散剂对这些软团聚体的解团聚作用有限,超声分散可产生暂时性的解团聚效应,但随着超声场的去除,被分散的TiO₂粒子又会再次逐渐聚集。TiO₂粒子表面的聚合物原位锚固改性可改变其表面性质,因而对软团聚体具有更为高效稳定的解团聚作用,从而可明显提高复合粒子中的TiO₂粒子在水相介质和目标织物表面的分散性和分散稳定性。     

原位乳液聚合制备丙烯腈聚合物/纳米氧化硅复合粒子

利用2,2'-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢(AIBA)引发剂与纳米氧化硅粒子的静电作用而使AIBA吸附在纳米氧化硅表面,进而引发丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯(AN-MMA)原位乳液聚合.考察了AIBA浓度和反应温度对AN-MMA原位乳液聚合动力学的影响以及氧化硅含量对AN-MMA共聚物/纳米氧化硅复合乳胶粒径分布和形态的影响.结果表明:聚合速率随AIBA浓度和聚合温度的升高而增大; AIBA浓度相同时,原位乳液聚合速率小于普通乳液聚合;AN-MMA共聚物/纳米氧化硅复合粒子粒径随纳米氧化硅含量增加而增大;原位乳液聚合得到的复合胶粒表面粗糙,当纳米氧化硅质量分数为10%时,纳米氧化硅与聚合物乳胶粒子复合良好;当纳米氧化硅质量分数为20%和30%时,有部分纳米氧化硅粒子与乳胶粒子分离而分散在连续相中.     

ACR/纳米SiO2复合粒子的合成及其对PVC的增韧作用

研究了细乳液聚合制备ACR/纳米SiO2复合粒子及其对PVC的增韧作用。对丙烯酸酯单体中的纳米SiO2粒子进行偶联改性,提高了ACR对纳米粒子的包覆率和接枝率,复合粒子与PVC共混后纳米SiO2粒子在PVC基体中的分散性好。复合粒子对PVC的增韧效果明显优于纳米SiO2粒子和未改性ACR共聚物,复合粒子的用量较少时,就可明显提高PVC的冲击强度。     

SiO2-g-PS纳米微球的制备及其在增韧PP中的应用

采用乳液聚合方法在纳米SiO₂粒子表面接枝苯乙烯（St）单体,制备了具有核/壳结构的SiO₂-g-PS纳米微球,用FTIR、TEM、XPS和TG分析了SiO₂-g-PS的结构。结果表明,乳液聚合产物基本呈球形、SiO₂为核、PS为壳的核壳结构。通过熔融共混工艺制备聚丙烯（PP）基复合材料,并对其力学性能进行了分析,结果表明,当SiO₂-g-PS填充量较低［4%～6％（质量）］时,SiO₂-g-PS/PP复合材料的冲击强度和拉伸强度明显提高,并对PP的结晶有明显的异相成核作用。     

反相微乳液法制备TiO2/ZrO2复合陶瓷膜

研究了采用反相微乳液法制备TiO₂/ ZrO₂复合微乳液,并以其作为前体制得TiO₂/ ZrO₂复合膜。通过对复合微乳液的透射电镜测试,结果表明TiO₂/ ZrO₂复合微粒在油相包裹的“水池”中生成。由扫描电子显微镜观察到TiO₂/ ZrO₂复合膜表面微粒以棒状形式分布,而且复合膜对大肠杆菌的灭菌率达98 %～99 %。     

丙烯酰胺与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵反相乳液聚合动力学

以丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为单体,失水山梨糖醇脂肪酸酯（Span 80）和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween 80）为乳化剂,液体石蜡为油相,2,2'-偶氮二异丙基咪唑啉二盐酸盐（VA-044）为引发剂,研究AM与DMC反相乳液聚合动力学,反相乳液聚合速率方程为R_p=k[M]^2.12[I]^0.55[E]^0.65,AM与DMC反相乳液聚合表观活化能为80.65 kJ·mol^-1。通过反相乳液聚合速率随时间的变化关系得出其成核机理倾向于单体液滴成核。用Fireman-Ross法研究了共聚单体竞聚率,分别为r_AM=0.23、r_DMC=1.93,AM与DMC在聚合物链上发生无规共聚反应。单体量增大、引发剂量减少、乳化剂量增大、聚合温度降低均使共聚产物的特性黏数增大。     

硅胶载体上制备纳米TiO2

引言 通过控制反应空间的尺度而限制晶核的生长,为制备纳米粒子提供了一种相对简易的方法,微乳液和反相微乳液就是典型的纳米反应器[1～3],而利用硅藻土、高岭土等材料的层状结构和孔隙限制粒子生长、制备纳米复合材料的发展也很快[4].     

Al2O3/TiO2/M复合膜的制备

利用直流脉冲氧化和交流电沉积,在铝基体表面制备了Al₂O₃/TiO₂复合膜。探讨了Al₂O₃/TiO₂复合膜的形成过程及制备过程的影响因素。通过电沉积在Al₂O₃/TiO₂复合膜上掺杂金属离子来提高复合膜的光催化性能,并用制备的Al₂O₃/TiO₂/M 复合膜光催化降解次甲基蓝。     

有机硅氧烷改性醋酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液的合成与性能

采用种子乳液聚合,引入乙烯基三甲氧基硅烷(A-171),以十二烷基苯磺酸钠(DSB)和壬基酚聚氧乙烯(20)醚(OP-10)作复合乳化剂,以过硫酸钾(KPS)为引发剂,在反应温度为78±2℃条件下,合成了A-171改性醋酸乙烯酯(VAc)-丙烯酸酯共聚乳液。实验采用单体滴加工艺,考察了配方中丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)和A-171用量对共聚物性能和乳液聚合过程的影响,并用红外光谱仪(FTIR)、粒度仪和差示量热扫描仪(DSC)对共聚物的结构及性能进行了表征。结果表明,引入w(BA)=10%~15%(相对于配方中单体总质量,下同)、w(MAA)=4%、w(A-171)=1%到VAc-丙烯酸酯共聚物乳液中,共聚物乳液涂膜的吸水率<5.0%,耐寒性通过10个循环,60℃加速贮存稳定性>100 d。     

Fe3+掺杂介孔TiO2催化降解甲基橙

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵醇溶液所形成的柱状胶束为模板剂,钛酸四丁酯为原料,经水解沉淀、晶化、沉降、抽滤、干燥及焙烧工艺制备出了介孔TiO₂固体催化剂。通过离子掺杂方法,用Fe(NO₃)₃溶液对介孔TiO₂掺杂,经搅拌、煮沸、晶化、蒸发、干燥及焙烧工艺,制备出了不同物质的量比的Fe³⁺/TiO₂催化剂。以甲基橙模拟染料废水,考察pH、催化剂用量、过氧化氢用量、催化剂Fe³⁺/TiO₂物质的量比和光照时间等因素对催化剂的催化性能的影响。结果表明,适量掺有Fe³⁺的催化剂Fe³⁺/TiO₂有利于太阳光催化甲基橙的效果,当甲基橙浓度为10 mg·L^-1、Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5、催化剂用量为0.8 g·L^-1、过氧化氢为0.55 mol·L^-1、 pH=3并且太阳光直接照射20 min,脱色率达到96%。根据Languir-Hinshelwood动力学方程,近似推导出不同物质的量比Fe³⁺/TiO₂催化剂光催化降解甲基橙的动力学方程,并得出Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5时的Fe³⁺/TiO₂催化剂,有最大宏观速率常数值,K₀为0.162 35 min^-1。     

The effectiveness of some commercial emulsifiers in emulsion polymerization I. “Soap-free” systems,ethoxylated nonylphenols

The initial polymerization rate of ethyl, butyl, and 2-ethylhexyl acrylate was studied in a thermally insulated polymerization reactor. Monomers were continuously added into the reactor and the effect of variables in emulsifier and initiator concentrations was investigated. Ethyl and butyl acrylate polymerized even in absence of emulsifier. This indicated a homogeneous nucleation of particles. Ethoxylated nonyl-phenols containing 20 and more oxyethylene units were effective in emulsion polymerization of the studied acrylic monomers.     

丙烯酸酯乳液的合成及改性研究

以丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸(AA)为功能单体、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为交联单体和十二烷基硫酸钠(SDS)/乳化剂(OP-10)为阴/非离子型复合乳化剂,采用核/壳种子乳液聚合法制备了丙烯酸酯共聚乳液;然后在壳层聚合时寸加入HEMA,并用乙烯基有机硅进行改性,制得硅丙乳液。结果表明:当m(SDS):m(OP-10)=3:2、w(复合乳化剂)=3.4%、w(引发剂)=0.82%、w(HEMA)=3.5%、聚合温度为80℃以及聚合中期加入6.8%乙烯基硅油至壳单体中时,硅丙乳液及其胶膜的稳定性、耐水性和力学性能俱佳。