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PS/TiO_2杂化核壳复合微球的制备

作　者: 高文杰
导　师: 李海东
学　校: 长春工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 无皂乳液聚合 苯乙烯 二氧化钛 甲基丙烯酸甲酯 核壳复合微球
分类号: TB383
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


伴随着纳米科学技术的不断的发展前进,人们对材料科学的专研也已经慢慢向微观的领域里延伸,现今材料学方面研究的重点是制备新型的性能优异、纳米级可控的材料。有机／无机杂化核壳复合微球拥有非常特殊的特性,因为它既有有机材料的特性,同时又拥有无机材料的特性。另外复合微球的性能会因为各个组分的不同而发生变化,因此在实际应用中的用途非常广泛。怎样制备出无污染并且功能和形貌都能够轻松控制的有机／无机核壳复合微球成为了一个非常有挑战性的研究方向。本论文运用无皂乳液聚合的方法制得了一系列的不同粒径大小的聚苯乙烯(PS)微球。并且将所制备的聚苯乙烯(PS)微球经磺化吸水后,利用钛酸丁酯做前驱体在乙醇中反应,使二氧化钛(Ti02)包覆在的磺化苯乙烯微球表面,得到有机(PS)-无机(TiO2)杂化复合微球。最后利用偶联剂(KH-570)使上述复合微球表面带有活性,利用无皂乳液聚合将甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合到微球表面,得到核(PS)-壳(Ti02)-壳(PMMA)杂化复合微球。本论文主要采用光散射粒度仪(DLS)、红外光谱仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(ESEM)、透射电子显微镜(TEM)和热失重分析仪(TGA)等测试手段,通过这些测试手段对所制得的复合微球的粒径、结构、形态等进行了详细的表征与测定。结果表明：在制备PS微球时,引发剂用量、离子强度、助溶剂种类及用量等均对乳胶粒和乳液稳定性有影响。同时,通过红外光谱仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(ESEM)、透射电子显微镜(TEM)和热失重分析仪(TGA)等测试手段证实了实验所制备的微球是PS/Ti02杂化核壳复合微球。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章 文献综述  6-24
  1.1 乳液聚合  6-12
    1.1.1 乳液聚合的定义及简介  6
    1.1.2 乳液聚合的特点  6-7
    1.1.3 聚合物乳液应用领域  7-8
    1.1.4 无皂乳液聚合反应  8-10
    1.1.5 无皂乳液聚合反应的实施手段  10-11
    1.1.6 无皂乳液聚合的应用  11-12
  1.2 溶胶-凝胶法  12-15
    1.2.1 溶胶-凝胶法发展简史  12
    1.2.2 溶胶-凝胶法的定义  12-13
    1.2.3 溶胶-凝胶法的特点  13
    1.2.4 溶胶-凝胶法的基本原理  13-14
    1.2.5 溶胶-凝胶法主要过程  14-15
  1.3 核壳材料  15-20
    1.3.1 复合微球的制备  16-17
    1.3.2 核-壳乳胶粒的结构  17-18
    1.3.3 核-壳乳胶粒生成机理  18-19
    1.3.4 核-壳高分子微球的形成条件  19
    1.3.5 核-壳结构乳液的聚合工艺  19
    1.3.6 核-壳乳胶粒结构形态的影响因素  19-20
  1.4 纳米复合材料  20-23
    1.4.1 纳米复合材料简介  20
    1.4.2 高分子基纳米复合材料的制备方法  20-22
    1.4.3 纳米复合材料的应用  22-23
  1.5 论文的研究内容和意义  23-24
第二章 单分散性PS微球的制备和表征  24-35
  2.1 试剂与仪器  24
  2.2 实验部分  24-25
    2.2.1 苯乙烯的提纯  24-25
    2.2.2 PS微球的制备过程  25
  2.3 PS微球的测试和表征  25
  2.4 结果和讨论  25-34
    2.4.1 PS微球的粒径和分布的表征  25-26
    2.4.2 PS微球红外光谱分析图  26-27
    2.4.3 引发剂用量对PS微球和乳液稳定性的影响  27-29
    2.4.4 离子强度对PS微球和乳液稳定性的影响  29-31
    2.4.5 助溶剂种类及用量对PS微球和乳液稳定性的影响  31-33
    2.4.6 PS微球的透射电子显微镜照片  33
    2.4.7 PS微球乳液的稳定性  33-34
  小结  34-35
第三章 PS/TIO_2复合微球的制备及表征  35-43
  3.1 试剂和仪器  35-36
  3.2 实验部分  36
    3.2.1 PS/TiO_2复合微球的制备  36
    3.2.2 PS/TiO_2/PMMA复合微球的制备  36
  3.3 复合微球的测试与表征  36
  3.4 结果与讨论  36-42
    3.4.1 PS/TiO_2复合微球的红外光谱图  36-37
    3.4.2 PS/TiO_2复合微球的场发射扫描电子显微镜照片  37-38
    3.4.3 PS/TiO_2复合微球的透射电子显微镜照片  38-39
    3.4.4 PS/TiO_2复合微球的热失重曲线图  39-40
    3.4.5 PS/TiO_2/PMMA复合微球的红外光谱图  40-41
    3.4.6 PS/TiO_2/PMMA复合微球的场发射扫描电子显微镜照片  41-42
  小结  42-43
第四章 结论  43-44
致谢  44-45
参考文献  45-49
作者简介  49
攻读硕士学位期间研究成果  49-50

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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