無皂乳液法制備有機硅-丙烯酸酯乳液及其共混膜研究.pdf

1、首先，本論文合成具有高硅含量的有機硅單體γ—甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷（TRIS），解決了大多數(shù)有機硅單體在聚合過程中的水解問題。為了避免乳化劑帶來的負面效應(yīng)，以1—丙烯基—2—羥基烷基磺酸鈉（COPS-1）為反應(yīng)性乳化劑，運用半連續(xù)無皂乳液法，制備出穩(wěn)定的γ—甲基丙烯酰氧基丙基三（三甲基硅氧基）硅烷均聚乳液。有機硅單體均聚物的Tg為-10℃。 對有機硅/丙烯酸酯共聚物乳液的合成進行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明在預(yù)乳化超聲

2、20min，反應(yīng)性乳化劑含量達到6wt％，KPS含量1.0wt％，反應(yīng)時間3小時條件下，制備出性能優(yōu)異的γ—甲基丙烯酰氧基丙基三（三甲基硅氧基）硅烷—甲基丙烯酸甲酯共聚乳液。運用紅外光譜法、差示掃描量熱法、透射電鏡分析、表面自由能分析等表征手段分析了共聚物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。結(jié)果顯示，所合成的聚（TRIS/甲基丙烯酸甲酯）乳膠粒子是規(guī)則的球形。制備出有機硅/丙烯酸酯含量比為6/4時，共聚物Tg為20℃。隨有機硅單體含量增加，所得聚合物膜的水接觸

3、角上升，表面能下降。 以無皂聚（γ—甲基丙烯酰氧基丙基三（三甲基硅氧基）硅烷—甲基丙烯酸甲酯）共聚乳液與無皂丙烯酸酯共聚物乳液共混，制備共混乳膠膜，并通過表面能分析、紅外光譜法、掃描電子顯微鏡分析和原子力顯微鏡分析等測試，詳細探討了成膜溫度、熱處理條件、兩共混組分的Tg差異等因素對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，對于P（TRIS/MMA）/P（MMA—BA）無皂共混乳液，當成膜溫度高于兩組分的最低成膜溫度，提高成

4、膜溫度，共混乳膠膜與空氣表面和膜與玻璃表面的表面能差異增大，有利于共混乳膠膜中兩組分的自組織遷移，在膜的斷面沿厚度方向形成梯度膜。經(jīng)過退火處理后，共混乳膠膜與空氣表面和膜與玻璃表面的表面能差異增大十分明顯，含硅鏈段在膜與空氣表面相對強度明顯增大，共混膜表面粗糙度明顯改善，有利于在膜的斷面沿厚度方向形成梯度膜。兩組分Tg差異有利于共混兩組分的自組織遷移形成梯度膜。當成膜溫度大于兩組分中最低成膜溫度較高組分的最低成膜溫度20℃左右時，膜斷面