含硅丙烯酸酯核-殼乳液的制備及其共混膜梯度結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、由于材料的組成和結(jié)構(gòu)呈連續(xù)分布、材料的性質(zhì)和功能沿厚度方向呈梯度變化，高分子梯度材料作為梯度功能材料的一個(gè)重要分支，在許多技術(shù)領(lǐng)域和日常生活領(lǐng)域都有著極大的應(yīng)用前景。有機(jī)硅聚合物的表面能比丙烯酸酯類聚合物的表面能低，通過控制成膜條件，含硅丙烯酸酯類聚合物共混乳液在成膜時(shí)會(huì)發(fā)生自組織行為（如自分層），由此得到的有機(jī)硅高分子梯度膜的一側(cè)表面具備有機(jī)硅的耐沾污、疏水、耐腐蝕和耐老化等優(yōu)點(diǎn)，另一側(cè)表面具備丙烯酸酯類聚合物優(yōu)異的粘接性、成膜性、耐

2、候性和裝飾性。
　　 本論文首先用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和三甲基氯硅烷(CMS)發(fā)生取代反應(yīng)合成高硅含量單體γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷(TRIS)，不但解決了KH-570在乳液聚合過程中的水解問題，還引入了-Si(CH3)3基團(tuán)，可以提高聚合物中的硅含量和憎水性。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和TRIS為原料，以十二烷基硫酸鈉(SDS)和1-丙烯基-2-羥基烷基磺酸鈉(COPS-l)為復(fù)配乳

3、化劑，采用種子乳液聚合半連續(xù)滴加法，分別制備了有機(jī)硅均聚物(PTRIS)乳液、一系列不同配比的聚(TRIS-甲基丙烯酸甲酯)(P(TRIS-co-MMA))乳液和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)乳液。測試結(jié)果表明，隨著乳液中TRIS單體比例的增加，乳液的穩(wěn)定性逐漸降低，乳膠粒的粒徑增大而粒徑分布變寬，并且共聚物出現(xiàn)寬泛的Tg平臺(tái)；所合成的聚(TRIS-甲基丙烯酸甲酯)乳膠粒子具有三層核/殼結(jié)構(gòu)的特殊形態(tài)。隨著共聚物組分中TRIS含量的增加，

4、各乳膠膜的表面能依次降低，疏水性能隨之提高。
　　 由于乳液共混成膜時(shí)鏈段會(huì)發(fā)生自組織遷移，以一種聚(TRIS-甲基丙烯酸甲酯)核/殼乳液分別與三種不同Tg的丙烯酸酯共聚物乳液共混，制備共混乳膠膜。通過表面接觸角測試、SEM和AFM等測試，詳細(xì)探討了成膜溫度、熱處理?xiàng)l件、兩共混組分的Tg差異和成膜基材等因素對(duì)硅丙共混乳液自組織形成梯度結(jié)構(gòu)的影響。測試結(jié)果表明，1.適當(dāng)提高成膜溫度，有助于共混乳膠膜中兩組分發(fā)生自分層，產(chǎn)生梯度結(jié)構(gòu)

5、。2.以玻璃為成膜基材，當(dāng)P(TRIS-co-MMA)組分不能參與成膜（即成膜溫度為25℃和45℃）時(shí)，退火有利于乳膠膜中的含硅組分進(jìn)一步遷移，使得乳膠膜兩接觸表面的表面能差異繼續(xù)增大，并且沿?cái)嗝娣较蛏蟂i成梯度化分布；當(dāng)P(TRIS-co-MMA)組分能夠參與成膜（即成膜溫度為55℃和65℃）時(shí)，退火對(duì)兩接觸表面的表面能影響不大。3.共混組分的Tg差別越大，其共混乳膠膜的自組織遷移效果越明顯。4.成膜基材不同，會(huì)影響含硅組分的遷移方向