細乳液法制備聚合物-納米復合材料及其形貌、性能研究.pdf

1、聚合物/納米復合材料兼具納米粒子和聚合物的優(yōu)點，而呈現出其他材料所不具備的優(yōu)勢，聚合物/納米復合材料在應用以及潛在應用方面都成為研究熱點。雖然聚合物納米復合材料在涂料、化妝品、催化體系、藥物緩釋控制體系等領域都得到了廣泛的應用，但是如何避免納米粒子在聚合物/納米復合材料中更加均勻的分散仍然是目前面臨的難題;并且如何使聚合物/納米復合材料包覆更多的無機納米粒子也是困擾研究人員的難題。本實驗采用細乳液聚合工藝制備聚合物/納米復合材料，由于細

2、乳液聚合的每個小液滴都可以作為聚合反應的反應器，大大提高了聚合物對于無機納米粒子的包覆率，因此，細乳液聚合工藝更適合制備聚合物/無機納米復合材料。同時本文采用了原位細乳液聚合制備聚合物/納米復合材料，采用納米二氧化硅的前驅體正硅酸乙酯為原料，加入細乳液聚合反應的油相中，然后在弱堿性條件下水解，原位得到納米二氧化硅粒子，該種方法避免了無機粒子的團聚以及在無機納米粒子在聚合物中包覆率較低的缺陷，制備出了聚合物/納米復合材料。具體研究內容及結

3、果如下:
　　 本文第一部分簡單介紹了近十幾年來國內外乳液據聚合制備聚合物/納米復合材料及其所制備的聚合物納米復合材料的形貌、性能研究。乳液聚合制備聚合物/納米復合材料的方法主要包括無皂乳液聚合、Pickering乳液聚合和細乳液聚合等方式。其中細乳液聚合是借助于超聲或均質乳化裝置將預乳液分散成納米級的小液滴，每個小液滴都可以作為細乳液聚合的反應器，更容易實現聚合物對無機納米粒子的包覆，因此，細乳液聚合更適合制備聚合物/納米復合

4、材料。
　　 本文第二部分以苯乙烯、二乙烯基苯、油酸改性的磁性納米粒子為主要原料，通過細乳液聚合制備出具有超順磁性的磁性聚苯乙烯納米復合材料。本實驗研究了不同乳化劑和不同引發(fā)劑對超順磁性聚苯乙烯磁性納米粒子的形貌影響。研究結果表明，不同的乳化劑對乳液具有不同的穩(wěn)定效果，探討了陽離子型乳化劑、非離子型乳化劑和陰離子型乳化劑對細乳液體系的穩(wěn)定性影響，研究表明陰離子型乳化劑SDS對細乳液體系具有較好的穩(wěn)定性;不同的引發(fā)劑對復合微球的形

5、貌影響較大，采用水溶性引發(fā)劑KPS做引發(fā)體系時，磁性粒子被均勻包覆在聚合物中間，并且包覆率不完全;而采用油溶性引發(fā)劑AIBN時，磁性粒子被包覆在聚合物的一側，形成具有不對稱結構的復合微球，并且單體對磁性粒子的包覆率較高。兩種引發(fā)劑條件下所制備的復合微球都具有超順磁性。
　　 本文第三部分以苯乙烯、二乙烯基苯、硅烷偶聯劑MPS和正硅酸乙酯為主要原料，以異丙苯過氧化氫和四乙烯五胺為氧化還原引發(fā)體系，界面引發(fā)細乳液聚合制備出樹莓狀的聚

6、苯乙烯/SiO2納米復合微球。通過對樹莓狀聚苯乙烯/SiO2形貌機理的研究表明，硅烷偶聯劑MPS在細乳液體系中的加入增強了增長的聚合物和正硅酸乙酯之間的相容性，使得正硅酸乙酯被擠壓而均勻分布在聚合物基體內部，然后在氨水的水解作用下原位生成SiO2納米粒子，從而形成樹莓狀的聚苯乙烯/SiO2復合微球。通過該方法制備的樹莓狀復合微球粒徑分布較窄，并且可以通過調節(jié)正硅酸乙酯的加入量獲得高納米粒子負載量的復合微球。
　　 本文第四部分以

7、苯乙烯、二乙烯基苯、正硅酸乙酯、硅烷偶聯劑MPS和油酸改性的磁性納米粒子為原料，利用不具有反應性的單體正規(guī)算和增長的PSt之間的相容性差異而產生的相分離原理，采用雙原位細乳液聚合一步合成出具有中空結構的SiO2/PSt復合微球，然后將共沉淀法制備的油酸改性的磁性納米粒子加入到細乳液聚合的油相中，采用一步原位細乳液聚合制備出具有中空結構的磁性SiO2/PSt納米微球。細乳液聚合制備中空微球的制備工藝簡單，并且所制備的中空復合微球可以通過調