利用醋酸乙烯酯原位聚合對納米氧化鋅的表面包覆.pdf

1、納米氧化鋅由于其納米尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)以及納米粒子與基體界面間強(qiáng)的相互作用，具有普通氧化鋅無法比擬的特殊性能。但是由于納米顆粒的表面分子具有極高的表面活性，很容易與其他分子結(jié)合而導(dǎo)致團(tuán)聚，形成較大的納米微粒團(tuán)聚體，這些團(tuán)聚體的尺寸通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出納米尺度，也就失去了納米材料的小尺寸效應(yīng)，嚴(yán)重影響最終產(chǎn)品性能。如何解決納米粒子的團(tuán)聚問題，提高其分散性能，是納米產(chǎn)品所面臨的關(guān)鍵性問題。
　　 聚合物包覆是使無機(jī)納米粒子改性的重要方法之一

2、，對提高無機(jī)納米粒子的分散性及增強(qiáng)與聚合物基體間的相容性具有很大作用。聚醋酸乙烯酯(PVAc)無色透明，具有熱塑性，是粘合劑、水性涂料、纖維等的原料，系新型環(huán)保型建筑涂料發(fā)展的重點新產(chǎn)品。將具有抗老化作用的納米ZnO分散于PVAc中，有利于提高新型涂料的抗老化性能。無機(jī)納米粒子已廣泛應(yīng)用于高分子材料改性，但其表面能高，與聚合物極性相差大，難以實現(xiàn)與聚合物的界面相容和在高分子基體中的納米分散。針對以上問題，我們采用溶膠-凝膠法制得納米Zn

3、O，將其分散至醋酸乙烯酯單體(VAc)中，通過原位乳液聚合的方法，將無機(jī)納米氧化鋅粒子表面包覆有機(jī)聚合物(PVAc)，作為對納米粒子進(jìn)行表面有機(jī)修飾的一種方法，制備出表面包覆PVAc的納米ZnO(ZnO/PVAc)。根據(jù)以上的研究思路，本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)通過溶膠-凝膠法制備納米氧化鋅，研究不同條件對于納米氧化鋅粒徑的影響，并最終確定出制備粒徑小、分布均勻、分散性良好的納米氧化鋅粒子的工藝條件；
　　

4、 (2)通過納米粒度分析儀、XRD、SEM、TEM等手段對納米ZnO的粒徑及分散性進(jìn)行表征；
　　 (3)通過原位乳液聚合方法，將無機(jī)納米ZnO粒子表面包覆上有機(jī)聚合物(PVAc)，通過對聚合溫度、乳化劑用量、引發(fā)劑用量、氧化鋅用量等影響因素的討論，來確定制備ZnO/PVAc的最佳工藝條件；
　　 (4)通過納米粒度分析儀、TEM、粘度測定、固含量測定、紫外吸收光譜等手段對ZnO/PVAc的性能進(jìn)行表征。
　　

5、通過對上述內(nèi)容的研究，我們得出以下結(jié)論：
　　 (1)溶膠-凝膠法制備納米ZnO溶膠的最佳工藝條件為：氨水與粗ZnO的摩爾比為1.75:1、每毫升ZnO膠體的加水量為0.2mL、復(fù)合表面活性劑X占粗ZnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％、氨水加入時控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間分別為-10℃和45-60 min；
　　 (2)通過納米粒度分析儀、XRD、SEM、TEM等手段對納米ZnO的粒徑及分散性進(jìn)行表征，制備出了體均粒徑為53nm的納米Zn

6、O粉；
　　 (3)通過原位乳液聚合方法制備出了表面包覆PVAc的納米ZnO(ZnO/PVAc)，對影響ZnO/PVAc性能的因素進(jìn)行了討論，確定了制備ZnO/PVAc的最佳工藝條件為：聚合在75℃進(jìn)行、超聲波震蕩后，聚合反應(yīng)前加入ZnO、以醋酸乙烯酯單體VAc的質(zhì)量為基準(zhǔn)，各反應(yīng)物所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：ZnO為50％、引發(fā)劑為0.8％、聚乙烯醇為10％、OP-10為1％、去離子水的加入量為120％；
　　 (4)通過納米