聚合物乳液-MMT共混物涂層：結(jié)構(gòu)的形成與涂層性能.pdf

1、盡管人們把水基涂料列為環(huán)保涂料,在其配方中仍含有不少的VOC(Volatile Organic Compound,揮發(fā)性有機化合物),這些VOC主要用作涂料樹脂的成膜助劑。進一步降低涂料配方中的VOC含量,甚至完全消除VOC,達到零VOC,從而最大程度地降低涂料對環(huán)境的污染,是聚合物有機涂料今后發(fā)展的趨勢,也是涂料行業(yè)當前面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)。本文創(chuàng)新性地研究了一種由聚合物/蒙脫土(MMT)復(fù)合水乳液制備聚合物/MMT納米結(jié)構(gòu)復(fù)合涂層的新

2、方法,為制備零VOC高性能聚合物涂料開辟新思路。研究發(fā)現(xiàn),少量MMT可以成倍地增加涂膜的力學(xué)性能,且聚合物乳膠粒表面官能團對納米復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能有很大影響,另外pH值和成膜速度對復(fù)合膜的力學(xué)性能也有很大影響。制備了LatexⅠ/MMT、LatexⅡ/MMT、LatexⅢ/MMT三種復(fù)合乳液,LatexⅠ、Ⅱ、Ⅲ分別是主體組成一致,但沒有表面修飾、-NH2表面修飾和-COOH表面修飾的三種聚合物膠乳。研究表明MMT的加入對三種復(fù)合膜

3、的力學(xué)性能都有很大的增強作用。對LatexⅢ/MMT復(fù)合膜的力學(xué)性能提高程度最為顯著,MMT含量10％時拉伸強度了2.6倍,模量增大了近13倍;LatexⅡ/MMT復(fù)合膜力學(xué)性能提高程度次之,MMT含量10%時拉伸強度增大了1.7倍,模量增大了12倍;LatexⅠ/MMT復(fù)合膜的力學(xué)性能提高程度最小,MMT含量10%時拉伸強度增大了1.1倍,模量增大了4.5倍。經(jīng)TEM觀察發(fā)現(xiàn)三種復(fù)合膜形成了不同的結(jié)構(gòu),這主要是由于復(fù)合乳液的穩(wěn)定性及乳

4、膠粒與MMT片層之間不同作用力的原因。在LatexⅢ/MMT復(fù)合膜中MMT形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這是其力學(xué)性能,尤其是模量,最為突出的主要原因。在LatexⅢ/MMT復(fù)合膜中,乳膠粒表面-COOH與MMT片層表面的-OH可能發(fā)生酯化反應(yīng),兩者以化學(xué)鍵結(jié)合,在LatexⅡ/MMT-復(fù)合膜中乳膠粒表面-NH2與MMT片層表面的-OH以氫鍵形式結(jié)合,而在LatexⅠ/MMT復(fù)合膜中兩者之間沒有界面結(jié)合力,這是影響三種復(fù)合膜力學(xué)性能提高程度的主要原因

5、。研究發(fā)現(xiàn)pH值對LatexⅢ/MMT復(fù)合膜的形態(tài)及力學(xué)性能有很大影響,這主要是因為NaOH中和了乳膠粒表面的-COOH,影響了乳膠粒與MMT之間界面結(jié)合力,進而影響了復(fù)合膜的力學(xué)性能。浙江大學(xué)碩士論文另外,快速成膜所成膜的力學(xué)性能要比慢速成膜所成膜的力學(xué)性能好,但是對三種復(fù)合膜的影響有所不同。對Latexl徹MT和Latex Il/MMT復(fù)合膜的力學(xué)性能影響很大,而對Latexm側(cè)MT復(fù)合膜的力學(xué)性能的影響較小,這可能是由于Latex