功能性無機(jī)-有機(jī)復(fù)合粒子的制備、表征及應(yīng)用.pdf

1、四川大學(xué)博士學(xué)位論文功能性無機(jī)有機(jī)復(fù)合粒子的制備、表征及應(yīng)用姓名：張凱申請學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：傅強(qiáng)20050401功能性無機(jī)／有機(jī)復(fù)合粒子的制備、最征及應(yīng)用反應(yīng)的主要影響因素(單體用量、引發(fā)劑用量、分散劑用量及反應(yīng)介質(zhì)組成)進(jìn)行了四因素八水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過對試驗(yàn)結(jié)果的回歸分析推導(dǎo)出了聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯粒子的分子量、粒徑大小及分布與四因素的數(shù)學(xué)模型，并對數(shù)學(xué)模型的可靠性進(jìn)行了評估。雖然回歸方程的預(yù)測值與實(shí)測值存在一

2、定的偏差(相對偏差在10％以內(nèi))，但仍對聚合物粒子的設(shè)計(jì)和機(jī)理研究有一定的指導(dǎo)作用。以一k兩方面的研究工作，為超聲波場下聚合反應(yīng)條件的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。接著，運(yùn)用有限元方法，計(jì)算模擬了超聲波場下分散聚合體系中的溫度分布場。最后，綜合研究結(jié)果，提出了超聲波場作用下分散聚合的反應(yīng)是分區(qū)域分階段逐步進(jìn)行的反應(yīng)機(jī)理。2對超聲波作用下輔助引發(fā)苯乙烯的原位分散聚合反應(yīng)制備無機(jī)惰性粒子／PS復(fù)合粒子的反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了研究。首先，根據(jù)不同超細(xì)無機(jī)粒子的表面

3、特性，選擇合適的表面活性劑，在超聲波場中對其進(jìn)行親油化處理。對于SiO。、TiO：這類無機(jī)氧化物粒子，可以采用陽離子表面活性劑CTAB在弱堿性條件下處理：對于Ag粒子，可以采用陰離子表面活性劑SDS在中性條件下處理。然后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下利用超聲波的分散、粉碎、活化、引發(fā)等多重作用，在實(shí)現(xiàn)超細(xì)無機(jī)粒子在反應(yīng)介質(zhì)中均勻分散的同時(shí)，引發(fā)苯乙烯單體在超細(xì)無機(jī)粒子表面進(jìn)行分散聚合反應(yīng)，制備出了SiO。／PS、TiO：／PS及Ag／PS復(fù)合粒子。最后

4、，運(yùn)用SEmi、TEM、XPS、XRD、FTIR、TGA、DSC等測試手段對復(fù)合粒子形貌、粒徑大小及分布、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了表征，同時(shí)對影響復(fù)合粒子性能的因素進(jìn)行了研究。3對超聲波作用下輔助引發(fā)苯乙烯的原位分散聚合反應(yīng)制備無機(jī)活性Al粒子／eS復(fù)合粒子的規(guī)律及活性分析進(jìn)行了研究。首先，研究了表面活性劑種類及用量、反應(yīng)體系組成對A1／PS復(fù)合粒子的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，通過物理和化學(xué)吸附作用在納米A1粒子表面吸附PEG，對納米Al粒子的穩(wěn)定及

5、吸附單體起一定的促進(jìn)作用，在適當(dāng)?shù)囊l(fā)條件下，可實(shí)現(xiàn)A1粒子表面的原位分散聚合反應(yīng)。PEG的位阻效應(yīng)影響了Al粒子對單體的吸附及初級(jí)粒子對穩(wěn)定劑PVP吸附，導(dǎo)致Al存在下的st分散聚合反應(yīng)表現(xiàn)出與SiO。、Ag粒子存在下不同的反應(yīng)規(guī)律。然后，選擇優(yōu)化的工藝條件，制備出了不同鋁粉含量的A1／PS復(fù)合粒子，均實(shí)現(xiàn)了對大部分Al粒子的包覆，包覆率隨Al用量的增加而減少。AI／PS復(fù)合粒子呈球形，表面光滑無明顯缺陷，粒子與粒子之間分散性很好。最