基于Pickering乳液聚合的納米纖維素-含氟聚丙烯酸酯無皂乳液的合成和性能研究.pdf

1、納米纖維素不僅具有結(jié)晶度高、表面積大、楊氏模量高等特性，還具有生物可降解性和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于涂料、復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。含氟聚丙烯酸酯具有化學穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性高、防污性、拒水拒油性等優(yōu)良性能，作為織物整理劑能夠賦予織物優(yōu)良的拒水拒油性和耐沾污性。將納米纖維素作為Pickering穩(wěn)定劑代替常規(guī)乳液聚合中的小分子乳化劑，通過Pickering乳液聚合法制備含氟聚丙烯酸酯乳液，不僅可以解決小分子乳化劑對乳液及膜性能的不良影響，

2、而且還可以通過引入納米纖維素改善乳膠膜的拒水拒油性和機械性能。本論文利用Pickering乳液聚合技術(shù)，以兩親性嵌段共聚物接枝的納米纖維素為Pickering穩(wěn)定劑制備納米纖維素/含氟聚丙烯酸酯無皂乳液，并研究了乳膠膜和整理織物的性能。具體研究結(jié)果如下：
　　采用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合合成了中間鏈段含有活性環(huán)氧基團的兩親性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯-g-納米纖維素-g-聚丙烯酸六氟丁酯（PDMAEMA-

3、b-PGMA-b-PHFBA），并通過環(huán)氧基與納米纖維素（CNC）上的羥基的開環(huán)反應(yīng)，成功制備了兩親性嵌段共聚物接枝的納米纖維素（PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA）。結(jié)果表明：PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA可較好的分散在不同極性的溶劑中，且具有兩親性，潤濕性適中，能夠作為Pickering穩(wěn)定劑制備乳液；PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA膠束溶液為單分子膠束和多分子膠束共存體系，且隨著pH值的增大，膠束尺寸

4、減小。
　　以PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA為Pickering穩(wěn)定劑，制備了Pickering乳液。結(jié)果表明，當pH值為1.07、油相體積比為3∶7、PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA為1.0wt％、NaCl濃度為0.1～0.2wt%時，Pickering乳液的穩(wěn)定性較好；隨著pH值的逐漸降低，乳液乳化層的體積逐漸減小，穩(wěn)定性降低；較低濃度的PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA就可以穩(wěn)定不同極性與粘度的

5、油相，且形成的乳液可穩(wěn)定存在3個月。此外穩(wěn)定的Pickeirng乳液具有溫度響應(yīng)性。
　　通過Pickering乳液聚合法合成了納米纖維素/含氟聚丙烯酸酯無皂乳液。攪拌速度為200r/min、反應(yīng)溫度為75℃、引發(fā)劑用量為1wt%、pH值為2.06、PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA用量為1.0wt%、m(MMA):m(BA)=3:7、含氟單體用量為10wt%時，無皂乳液和乳膠膜的性能最佳。DLS和TEM結(jié)果表明乳膠粒呈的

6、球形，具有核殼結(jié)構(gòu)。隨著PDMAEMA-g-CNC-g-PHFBA用量的增加，乳膠膜的油水接觸角和機械性能增加。隨著熱處理溫度的升高，乳膠膜對水的接觸角先增大后減小，在95℃時乳膠膜的接觸角最大。在Pickering乳液聚合過程中，主要通過二次粒子成核形成了乳膠粒。
　　將納米纖維素/含氟聚丙烯酸酯無皂乳液用于織物整理。SEM和接觸角測試結(jié)果表明，乳液在織物表面形成一層低表面能的聚合物薄膜，提高了織物的拒水拒油性。隨著PDMAEM