乳液聚合法制備聚甲基丙烯酸甲酯無機納米復合粒子.pdf

1、納米復合材料是近幾十年來研究最廣泛的復合材料之一，兼有高分子材料和納米材料的多種優(yōu)良特性而被廣泛應用于電子、建筑、化工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域，逐漸成為各國的研究熱點。材料優(yōu)異的性能賦予它廣泛的工業(yè)應用前景。乳液法是制備聚合物基納米復合材料的一種重要方法，因其具有粘度低、散熱快、反應速率高、成本低、環(huán)境污染小、所用設備及工藝簡單、操作方便靈活等優(yōu)點，也是當前材料科學領(lǐng)域的研究熱點。 本論文首先采用表面處理劑對納米二氧化硅(SiO<,2>

2、)和氧化鋅(ZnO)進行改性，然后通過乳液聚合法制備了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/SiO<,2>和PMMA/ZnO復合材料。考察乳化劑、單體、引發(fā)劑及反應時間等不同因素對聚合物的轉(zhuǎn)化率、復合乳液固含量與粒徑的影響。通過紅外(IR)、透射電子顯微鏡(TEM)及X射線衍射儀(XRD)表征了復合材料的結(jié)構(gòu)；通過熱失重分析儀(TG)表征了納米復合材料的熱性能；并測試了無機納米粒子以及納米復合粒子在有機溶劑中的分散穩(wěn)定性；并采用粒度分析儀測試了

3、復合乳液的粒度大小及其分布。得到如下主要結(jié)論： (1)以十二烷基硫酸鈉(SDS)為乳化劑，選用單體MMA與硬脂酸改性的納米二氧化硅進行乳液聚合反應，制備了納米SiO<,2>/PMMA復合顆粒。當SDS濃度為0.2％時、引發(fā)劑的用量為單體質(zhì)量的1-2％時、堿性反應條件下或反應時間達到7h時，反應體系的固含量和轉(zhuǎn)化率最大。乳液粒徑隨乳化劑和引發(fā)劑用量增加而減小。而乳液粒徑隨著單體用量和反應時間的增加而增加。反應達到7h時，粒徑最大。

4、通過IR以及TEM分析，證實PMMA確實接枝包覆在納米SiO<,2>表面。復合乳液體系中的納米SiO<,2>穩(wěn)定，長時間放置不分層。復合粒子比納米SiO<,2>在甲苯中分散更穩(wěn)定。 (2)當油酸(OA)的用量為納米ZnO質(zhì)量的5％時，油酸改性ZnO的效果最佳。實驗中選用乙醇作為助溶劑，以SDS為乳化劑，中速攪拌的條件下，單體MMA與油酸改性的納米ZnO粉體進行乳液聚合反應，制備得到納米ZnO/PMMA復合顆粒。當SDS用量為0.