聚合物接枝納米ZnO復(fù)合乳液的研究.pdf

1、納米/聚合物復(fù)合材料可以綜合納米材料與聚合物的特性,在熱學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛能。通過將活性基團(tuán)引入到無機(jī)納米粒子表面來制備接枝型納米/聚合物復(fù)合材料,可以提高無機(jī)納米粒子與聚合物的兼容性,充分發(fā)揮納米材料的功能和聚合物的特性。
　　 先分別用油酸分子鍵合納米ZnO粒子和將偶氮二異氰基戊酸(ACVA)錨固在納米ZnO表面兩種不同方式改性納米粒子,再采用細(xì)乳液聚合工藝制備了包覆型和接枝型納米ZnO/PSt復(fù)合乳液。<

2、br>　　 用油酸分子對納米ZnO粒子改性,即利用油酸的羧基與ZnO表面羥基發(fā)生酯化反應(yīng)。在納米ZnO表面引入有機(jī)基團(tuán),能夠增強(qiáng)納米ZnO的分散性與親油性使PSt更好的對納米ZnO進(jìn)行包覆。采用細(xì)乳液聚合工藝制備了包覆型納米ZnO/PSt復(fù)合乳液,結(jié)果表明:當(dāng)乳化劑用量Ms-1為2.0 g、OP*10為1.0g、助乳化劑十六烷為0.6 g、引發(fā)劑AIBN與KPS混合使用(2:1)為0.5 g、反應(yīng)溫度為80℃時,所合成的復(fù)合乳液性能較

3、好,轉(zhuǎn)化率可達(dá)86％,包覆效率為70％,但接枝效率較低為31.28％。因此采取在納米ZnO表面引入引發(fā)基團(tuán)制備接枝型納米ZnO/PSt復(fù)合乳液。
　　 另一方法是用偶氮二異戊酸(ACVA)對納米ZnO進(jìn)行功能改性,以KH-560為介質(zhì)將引發(fā)劑ACVA以化學(xué)鍵的形式錨固到納米ZnO上。結(jié)果表明:KH-560用量為2.0 g、ACVA用量為3.0 g、反應(yīng)溫度為50℃、反應(yīng)時間為4 h時,ACVA在納米ZnO上的接枝率較高。然后通過

4、細(xì)乳液聚合工藝制備了接枝型納米ZnO/PSt復(fù)合乳液。結(jié)果表明:當(dāng)ACVA-ZnO用量為1.25g、使用復(fù)合乳化劑:Ms-1、OP-10、助乳化劑十六烷、超聲功率為400 w、反應(yīng)溫度為75℃時,合成了轉(zhuǎn)化率為89％、接枝效率為90％的接枝型納米ZnO/PSt復(fù)合乳液。通過XPS、TGA、TEM等方法對復(fù)合乳液粒子進(jìn)行了測試,結(jié)果表明:PSt和納米ZnO以化學(xué)鍵形式的結(jié)合。初步探討了細(xì)乳液聚合工藝制備納米ZnO/PSt接枝型復(fù)合乳液的反

5、應(yīng)機(jī)理。
　　 對所制備的接枝型納米ZnO/PSt復(fù)合微粒的應(yīng)用進(jìn)行了研究,能夠明顯改善聚合物材料的熱學(xué)、光學(xué)、力學(xué)性能。結(jié)果顯示接枝型納米ZnO/PSt復(fù)合微粒能使聚合物的軟化溫度增至165℃,提高了26.9％；明顯增強(qiáng)環(huán)氧丙烯酸乳液的抗紫外光性能；使環(huán)氧丙烯酸乳液涂膜硬度由0.41 H提高到0.58 H；可使PVC材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)81 MPa,沖擊強(qiáng)度達(dá)12.1 kJ/m2,與包覆性納米ZnO/PSt復(fù)合微粒相比具有更優(yōu)異的