納米SiO-,2--聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備、表征及應(yīng)用.pdf

1、聚丙烯酸酯乳液具有品種齊全、價格低廉、性能優(yōu)異等特點，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)建材、紡織、皮革等多個工業(yè)領(lǐng)域。但是，其低溫難成膜、高溫易返粘、涂膜硬度低等問題，已經(jīng)無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生產(chǎn)、生活需要，設(shè)法提高聚丙烯酸酯乳液的性能已成為該領(lǐng)域工作者急需解決的問題。
　　 本文根據(jù)種子乳液聚合原理，以經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑表面改性的納米SiO2為種子，制備了納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液，表征了復(fù)合乳液結(jié)構(gòu)性能，討論了其在涂料中的應(yīng)用。

2、　　 首先，研究了改性工藝條件對納米SiO2改性效果的影響。采用適當(dāng)?shù)墓に嚵鞒?，硅烷偶?lián)劑可以接枝在納米SiO2表面，一方面在其表面形成一層有機物膜，降低了粒子的表面張力，增大了空間位阻作用，從而使其能夠均勻的分散在反應(yīng)體系中；另一方面接枝的硅烷偶聯(lián)劑分子中帶有可參與聚合反應(yīng)的基團，能夠在納米SiO2與聚丙烯酸酯之間建立起一座“橋梁”，增加兩者的界面親和性。納米SiO2較佳的改性工藝條件為：pH值為3～4；反應(yīng)溫度為80℃；反應(yīng)時間為

3、120min；硅烷偶聯(lián)劑的加入量為納米SiO2重量的10％左右。
　　 其次，根據(jù)材料設(shè)計理論，通過對復(fù)合乳液粒子的結(jié)構(gòu)設(shè)計，探討了復(fù)合乳液制備的聚合體系和工藝流程，制備了納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液，分析了復(fù)合乳液的聚合反應(yīng)機理。
　　 再次，表征了納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的結(jié)構(gòu)和性能。FT-IR圖譜表明，復(fù)合乳液既具有納米SiO2的特征吸收峰，又具有聚丙烯酸酯乳液的特征吸收峰，說明其兼有兩者的共同特性；ζ

4、電位圖譜表明，納米SiO2的加入并沒有對復(fù)合乳液體系的穩(wěn)定性造成太大的影響，復(fù)合乳膠粒仍按照陰離子穩(wěn)定機理保持其在體系中的分散穩(wěn)定性，與聚丙烯酸酯乳膠粒的表面電性基本一致；納米SiO2的加入減少了體系中初始膠核的數(shù)目，從而造成復(fù)合乳膠粒平均粒徑增大，但是復(fù)合乳液與聚丙烯酸酯乳液粒徑分布是基本一致的；復(fù)合乳液粒子形貌圖表明，存在兩種形態(tài)(均勻和核殼)的乳膠粒子，沒有發(fā)現(xiàn)單獨存在的納米SiO2粒子，說明加入的納米SiO2粒子全部形成了復(fù)合乳

5、液；隨著納米SiO2加入量增加，納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的粘度先保持不變后急劇增大；而隨著納米SiO2接枝率增大，復(fù)合乳液的粘度卻基本不變；乳液的基本性能已達(dá)到市場聚丙烯酸酯類乳液產(chǎn)品的性能指標(biāo)。
　　 第四，采用熱重分析、紅外光譜和原子力顯微鏡等手段，研究了納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液涂層的熱降解行為，分析了其熱降解機理，并利用動力學(xué)原理計算了其熱降解活化能。
　　 最后，按照傳統(tǒng)水性涂料配方和工藝流程，以