多種聚合物及復(fù)合物納米粒子的制備和性能研究.pdf

1、隨著催化化學(xué)，生物工程及高效涂層等領(lǐng)域研究的發(fā)展，各種聚合物及無(wú)機(jī)／有機(jī)復(fù)合納米粒子的制備越來(lái)越來(lái)受到人們的關(guān)注，對(duì)粒子尺寸的控制、形貌及結(jié)構(gòu)的有效調(diào)節(jié)以及將這些微球應(yīng)用于催化載體、特種涂層及造紙化學(xué)等方面是納米粒子一個(gè)重要研究的方向。在這種研究背景下，本文的研究工作主要圍繞著納米粒子的制備、表征，形態(tài)和尺寸控制以及初步應(yīng)用展開(kāi)，具體涉及聚合物納米粒子的微乳液制備及其尺寸精確控制、多種結(jié)構(gòu)二氧化硅／聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合粒子(Si02

2、／PMMA)的微乳液／乳液制備，核一殼結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)／有機(jī)納米復(fù)合微球通用制備方法的研究，具有規(guī)則層狀結(jié)構(gòu)的二氧化鈦／聚合物納米復(fù)合微梭的合成及以此為前驅(qū)物制備二氧化鈦空心微梭和二氧化鈦納米棒，最后，我們將尺寸受控的聚合物微粒微乳液分散體系做為紙纖維防水劑，應(yīng)用于造紙施膠過(guò)程中，得到了具有優(yōu)良防水性能的紙張；同時(shí)，對(duì)合成的多種無(wú)機(jī)／有機(jī)納米復(fù)合材料，我們以二維紅外對(duì)其熱穩(wěn)性進(jìn)行了動(dòng)態(tài)表征，詳細(xì)研究了特定納米復(fù)合物的熱分解機(jī)理，從而解釋了復(fù)合

3、物熱穩(wěn)定性提高的原因。具體來(lái)說(shuō)，取得了以下幾方面的結(jié)果： 1．我們通過(guò)改進(jìn)的微乳液聚合合成了穩(wěn)定的分散于水體系中的納米級(jí)聚合物粒子。通過(guò)對(duì)聚合機(jī)理的研究我們發(fā)現(xiàn)，使用預(yù)乳化、后滴加的改進(jìn)的聚合過(guò)程，單體自身在微乳液體系中的助乳化作用被大大限制，對(duì)聚合微粒的影響降低，具體表現(xiàn)為：參加聚合的單體種類(lèi)變化時(shí)最終得到的聚合物粒子的尺寸變化不大，而在常規(guī)的微乳液聚合中不同的單體會(huì)對(duì)聚合粒子的生長(zhǎng)帶來(lái)不同的影響而使最終聚合物粒子的大小產(chǎn)生差

4、異。通過(guò)計(jì)算聚合過(guò)程中粒子的變化趨勢(shì)及表面乳化劑的覆蓋情況，我們發(fā)現(xiàn)造成這種不同的原因是由于對(duì)于改進(jìn)的微乳液來(lái)說(shuō)，當(dāng)單體開(kāi)始滴加后，聚合體系很快就由微乳液聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榉N子乳液聚合，聚合機(jī)理發(fā)生變化所致。另外，在改進(jìn)的微乳液聚合中，只需要很少的乳化劑就能夠得到穩(wěn)定的尺寸在50納米以下的乳膠粒子分散體系，這也與聚合后期體系遵循常規(guī)乳液聚合的機(jī)理有關(guān)。在基本消除了單體自身對(duì)聚合物粒子尺寸的影響后，我們通過(guò)改變后期單體的滴加時(shí)間和乳化劑用量，就可