乳液聚合法制備聚合物介孔復(fù)合材料.pdf

1、無機(jī)介孔材料作為聚合物的增強(qiáng)劑是目前新的研究熱點(diǎn)。本文基于介孔材料高比表面積、有序孔道、均勻孔徑分布特征,探索在介孔材料存在下進(jìn)行原位乳液聚合反應(yīng),并對(duì)其進(jìn)行有機(jī)化改性,研究介孔材料結(jié)構(gòu)、表面特性和顆粒尺寸對(duì)乳液聚合單體轉(zhuǎn)化率、聚合穩(wěn)定性、乳液的粒徑及其分布的影響,進(jìn)一步研究上述因素對(duì)所得聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能、熱學(xué)性能的影響,為新型聚合物介孔復(fù)合乳液和聚合物介孔復(fù)合材料的提供理論依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 ⑴采用原位

2、乳液聚合法制備了聚苯乙烯(PS)／SBA-15介孔復(fù)合材料,研究了不同用量SBA-15對(duì)PS／SBA-15介孔復(fù)合材料性能的影響。采用紅外光譜、X射線衍射、掃描電鏡、熱重分析、動(dòng)態(tài)力學(xué)等方法對(duì)所制備復(fù)合材料的相結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)組成、形貌、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能進(jìn)行了分析和表征。研究結(jié)果表明,成功制得了PS／SBA-15介孔復(fù)合材料;以乳液聚合法制備的PS／SBA-15復(fù)合材料均有較高的單體轉(zhuǎn)化率和粘度、較低的凝聚率及均勻的粒徑分布。SBA-1

3、5用量為5％的復(fù)合材料中SBA-15均勻地分散在聚苯乙烯基體中,而10％的復(fù)合材料中發(fā)生了較為明顯的凝聚現(xiàn)象。與純聚苯乙烯相比,PS／SBA-15復(fù)合材料儲(chǔ)能模量明顯增大,熱穩(wěn)定性提高,玻璃化溫度升高。
　　 ⑵采用原位乳液聚合法制備了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)／SBA-15介孔復(fù)合材料,研究了不同用量介孔硅SBA-15對(duì)PMMA／SBA-15介孔復(fù)合材料性能的影響。以原位乳液聚合法制備的PMMA／SBA-15復(fù)合材料具有較高

4、的單體轉(zhuǎn)化率和固體含量,隨著SBA-15用量的增加,聚合過程中凝聚率增大、粘度減小,乳液具有較大的粒徑及更寬的粒徑分布。PMMA／SBA-15復(fù)合材料儲(chǔ)能模量和楊氏模量明顯增大,且在SBA-15用量為2.5％時(shí)復(fù)合材料模量最高。隨著SBA—15用量增加,復(fù)合材料玻璃化溫度提高,但熱穩(wěn)定沒有明顯變化。
　　 ⑶采用間歇式原位乳液聚合法以及固-固(SBA-15粉體+PMMA粉體)、固-液(SBA-15粉體+PMMA乳液)、液-液(S

5、BA-15水分散液+PMMA乳液)三種不同的混合方法將PMMA與介孔分子篩SBA-15混合制備PMMA／SBA-15介孔復(fù)合材料(介孔材料相對(duì)于聚合物用量為2.5％),研究上述幾種方法對(duì)PMMA／SBA-15介孔復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,成功制得了PMMA／SBA-15介孔復(fù)合材料；與純PMMA相比,PMMA／SBA-15復(fù)合材料熱穩(wěn)定性沒有明顯得到提高,采用間歇式原位乳液聚合法所制備的復(fù)合材料玻璃化溫度提高了8℃,儲(chǔ)能模量增大較明

6、顯,拉伸強(qiáng)度最高；三種混合方法中,固-固、固-液混合制得的復(fù)合材料性能相差不大,且都比液-液混合制得的復(fù)合材料好。
　　 ⑷首先用不同硅烷偶聯(lián)劑(KH-151、,KH-560、,KH-570和,KH-792)改性介孔分子篩SBA-15,,后采用間歇式原位乳液聚合法制備M-SBA-15／PS介孔復(fù)合材料(M-SBA-15相對(duì)于聚合物用量為2.5％),研究不同硅烷偶聯(lián)劑改性SBA-15對(duì)SBA-15／PS介孔復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果