学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

纳米SiO_2/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的合成与性能研究

作　者: 马英子
导　师: 肖新颜
学　校: 华南理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 种子乳液聚合 改性纳米SiO2 含氟丙烯酸酯 核壳结构 疏水性
分类号: TQ320.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 61次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


将纳米SiO2引入含氟丙烯酸酯体系中,除了可使产物兼具SiO2的硬度、耐热性等性能和含氟丙烯酸酯优良的表面特性（疏水、疏油、耐沾污）,还可以利用两者的协同效应获得更优异的综合性能。采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）对纳米SiO2进行表面接枝改性,分析了KH-570对纳米SiO2表面改性的原理。考查了改性温度、体系pH值、KH-570的用量和改性时间对纳米SiO2接枝率的影响,并通过傅里叶红外光谱（FTIR）、粒径分析（PSA）表征纳米SiO2的改性效果。结果表明:KH-570分子以化学键（Si-O-Si）成功接枝在SiO2颗粒表面;以纳米SiO2接枝率为考察指标,综合考虑得出较佳的反应温度为40℃,体系pH值为44.5,KH-570用量占纳米SiO2的质量分数为40%左右,反应时间为5 h;表面改性后纳米SiO2平均粒径增大,且粒度分布很窄,与乳胶粒粒度分布相似,有利于核壳乳液的合成。采用半连续种子乳液聚合法,在可聚合阴离子乳化剂/非离子乳化剂复配体系下,以KH-570改性的纳米SiO2、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）等为聚合单体,合成纳米SiO2/含氟聚丙烯酸酯复合乳液。分析聚合反应机理,考察乳化剂、引发剂、改性纳米SiO2和DFMA的用量对乳液聚合过程及乳胶膜性能的影响。通过两种方法对乳胶膜的表面自由能进行估算。采用粒径分析（PSA）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、接触角测试（CA）、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析（TG）等表征乳液的结构及形态、乳胶膜的表面性能和耐热性能。结果表明:表面接枝了双键的纳米SiO2与含氟丙烯酸酯单体均参与了聚合反应;复合粒子具有明显的核壳结构;复合乳液粒径比聚丙烯酸酯乳液增大,且呈单峰分布;在DNS-86与OP-10总用量为3%,且二者用量比为2:1,引发剂用量为0.5%时,体系稳定性和乳胶膜耐水性最好;随着纳米SiO2用量增大,乳胶膜耐水性先降低后略有升高,综合考虑其适宜用量约为6%;随着DFMA用量增加,乳胶膜疏水性提高,且当SiO2用量为6%,DFMA用量为15%时,涂膜对去离子水的接触角高达116.8°,表面自由能最低为11.99 mN·m-1;乳胶膜中氟元素从膜-空气界面到膜-玻璃界面呈现递减的梯度分布;纳米SiO2和DFMA的引入能大大提高丙烯酸酯乳胶膜的疏水性和热稳定性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-30
  1.1 聚合物/无机纳米复合材料  11-15
    1.1.1 聚合物/SiO_2 纳米复合乳液  12-13
    1.1.2 纳米SiO_2 的性质及其应用  13-14
    1.1.3 纳米SiO_2 粒子的表面改性  14-15
  1.2 核-壳型含氟丙烯酸酯复合乳液  15-19
    1.2.1 核-壳结构聚合物乳液  15-17
    1.2.2 含氟聚合物的特殊性能  17-18
    1.2.3 含氟丙烯酸酯聚合物乳液  18-19
  1.3 纳米SiO_2/聚合物复合乳液的合成机理  19-21
    1.3.1 静电相互作用机理  19-20
    1.3.2 吸附层媒介作用机理  20
    1.3.3 化学键接枝机理  20-21
  1.4 聚合物/纳米SiO_2 复合乳液的制备方法  21-28
    1.4.1 共混法  21-22
    1.4.2 溶胶-凝胶法  22-23
    1.4.3 原位聚合法  23-28
  1.5 本文的研究意义及主要内容  28-30
第二章 纳米SiO_2粒子的表面改性  30-43
  引言  30-31
  2.1 实验部分  31-33
    2.1.1 实验原料  31
    2.1.2 纳米SiO_2 表面改性  31-32
    2.1.3 测试与表征  32-33
  2.2 结果与讨论  33-41
    2.2.1 纳米SiO_2 的改性机理  33-34
    2.2.2 纳米SiO_2 改性工艺条件研究  34-39
    2.2.3 纳米SiO_2 改性前后的FT-IR 分析  39-41
    2.2.4 改性SiO_2 粒子的粒径分析(PSA)  41
  2.3 小结  41-43
第三章 纳米SiO_2/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的合成  43-61
  引言  43
  3.1 实验部分  43-47
    3.1.1 实验原料及仪器  43-44
    3.1.2 复合乳液的合成  44-46
    3.1.3 乳液聚合稳定性及乳胶膜性能测试  46-47
  3.2 聚合工艺条件对乳液及乳胶膜性能的影响  47-60
    3.2.1 复合乳液的聚合反应机理分析  47-48
    3.2.2 聚合工艺的选择  48-49
    3.2.3 乳化剂的选择及其用量  49-51
    3.2.4 引发剂用量的影响  51-53
    3.2.5 纳米SiO_2 用量的确定  53-55
    3.2.6 DFMA 用量的确定  55-56
    3.2.7 乳胶膜表面自由能计算  56-60
  3.3 小结  60-61
第四章 复合乳液及乳胶膜的结构与性能  61-71
  4.1 复合乳液及乳胶膜性能测试  61-63
    4.1.1 实验仪器  61
    4.1.2 复合乳液稳定性及粒径、结构测试  61-62
    4.1.3 复合乳胶膜性能测试  62-63
  4.2 复合乳液及乳胶膜性能分析  63-69
    4.2.1 复合乳液基本性能  63
    4.2.2 复合乳液粒子的粒径及其分布  63-64
    4.2.3 乳胶粒的TEM 表征  64-65
    4.2.4 复合乳液的FT-IR 分析  65-66
    4.2.5 乳胶膜表面XPS 分析  66-67
    4.2.6 乳胶膜的DSC 分析  67-69
    4.2.7 乳胶膜的TG 分析  69
  4.3 小结  69-71
结论及建议  71-73
参考文献  73-84
攻读硕士学位期间取得的研究成果  84-85
致谢  85-86
答辩委员会对论文的评定意见  86

相似论文

  1. 多壁碳纳米管负载Au@Pt、Au@Pd核壳结构催化剂的制备及电化学性能研究,O643.36
  2. TiO2表面纳结构对其疏水性能影响的分子动力学模拟研究,O614.411
  3. 核壳结构聚合物微球的合成、改性及应用,O631.3
  4. α-Fe2O3/Ag核壳结构纳米颗粒的制备及SERS活性研究,TB383.1
  5. 滑石粉的改性研究及其对回收PP的增强增韧,TQ325.14
  6. 质子交换膜燃料电池用Pt基催化剂的制备与性能研究,TM911.4
  7. 新型核壳结构的智能纳米水凝胶的合成与表征,TB383.1
  8. 多面体铁微纳米胶囊吸波材料的制备与性能研究,TB383.1
  9. 核壳结构微纳米金属粉体及其制备装置研制,TB383.1
  10. 片状吸收剂的制备与改性研究,TB34
  11. 基于高灵敏度拉曼散射增强效应Au-SiO2多层纳米结构液相基底分析与制备,TB383.1
  12. 具有核壳结构的多壁碳纳米管/聚苯胺一维纳米复合材料,TB383.1
  13. 高无机/有机比复合乳液性能研究,TB33
  14. 含磷酸酯的羟基丙烯酸酯乳液的合成与可水分散多异氰酸酯固化剂的制备,TQ630.4
  15. 碳载Au基低温燃料电池阳极催化剂电化学性能研究,TM911.4
  16. 直接甲醇燃料电池阴极Co@Pt/C催化剂制备技术研究,TM911.48
  17. PMMA微球表面过渡金属氧化物壳层聚集体的研究,TB383.1
  18. ZnO纳米棒和荷叶状纳米结构的溶液法可控制备及其性能,TB383.1
  19. 单分散二氧化硅胶体颗粒的制备及其应用研究,TB383.1
  20. 核壳结构改性剂AIM增韧聚甲基丙烯酸甲酯的性能研究,TQ325.7
  21. 核壳粒子微观结构对PA6断裂韧性的影响,TQ323.6

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 基础理论
© 2012 www.xueweilunwen.com