二氧化硅/聚（丙烯酰胺—丙烯酸）核壳微球的制备及其结构与性能的研究

发布时间：2020-12-20 10:25

　　近年来,核壳微球得到了人们的普遍关注,尤其在光催化、电池、气体存储及分离方面有着广泛的应用。该类微球是通过化学键,在无机纳米材料周围包裹上一层聚合物形成的有序组装结构。目前,从制备微球过程的稳定性和颗粒粒径的角度分析,微乳液聚合法是制备核壳微球的最佳方法。本文使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对二氧化硅进行表面改性,研究表明反应时间为2h、反应温度为50℃和KH570的用量为40wt.%时,能够制备出粒径最小和接枝率最大的改性二氧化硅。利用三元相图法,以增溶水量为指标,分别研究微乳液的组成和各组成的比例对增溶水量的影响,最终确定当组成为正己烷,,吐温-80和正戊醇并且各组成的质量比为15/9/6时,能够获得最大增溶水量的微乳液,增溶水量为 23.7wt.%。在以上研究的基础之上,以反相微乳液为聚合场所和以改性二氧化硅、引发剂（过硫酸铵和亚硫酸氢钠）、单体（丙烯酰胺和丙烯酸）和交联剂（N,N-亚甲基双丙烯酰胺）为反应原料,使用单因素法研究二氧化硅的浓度,引发剂的用量,单体的质量分数对核壳微球产量的影响及丙烯酸和丙烯酰胺的质量比,反应温度,交联剂的用量,盐浓度和吸水温度对... 

【文章来源】：西南石油大学四川省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 纳米材料
        1.2.1 纳米材料的应用前景
        1.2.2 纳米二氧化硅
    1.3 微乳液
        1.3.1 微乳液的类型
        1.3.2 微乳液的结构理论
        1.3.3 微乳液的聚合机理
    1.4 核壳微球的应用
        1.4.1 生物医学领域
        1.4.2 光子晶体膜
        1.4.3 分子印迹
        1.4.4 三次采油
    1.5 核壳微球
        1.5.1 核壳微球的定义
        1.5.2 微球的制备方法
        1.5.3 微球的吸水过程和吸水理论
        1.5.4 微球封堵地层孔隙的基本过程
    1.6 本文研究内容
第2章 纳米二氧化硅的表面改性
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 二氧化硅的改性
        2.2.2 水浊度变化率的测定
        2.2.3 二氧化硅粒径的测定
    2.3 改性工艺条件对二氧化硅粒径大小和水浊度的影响
        2.3.1 硅烷偶联剂
        2.3.2 反应时间
        2.3.3 反应温度
        2.3.4 硅烷偶联剂的用量
        2.3.5 pH值
    2.4 二氧化硅结构与性能的研究
        2.4.1 红外光谱
        2.4.2 元素分析
        2.4.3 热重分析
        2.4.4 扫描电镜
        2.4.5 沉降分析
    2.5 本章小结
第3章 三元相图法优化反相微乳液体系
    3.1 实验试剂与仪器
    3.2 实验方法
    3.3 反相微乳液工艺条件优化
        3.3.1 油相
        3.3.2 表面活性剂
        3.3.3 助表面活性剂
        3.3.4 表面活性剂与助表面活性剂质量比
        3.3.5 油相与表合剂质量比
        3.3.6 二氧化硅对增溶水量的影响
    3.4 本章小结
第4章 二氧化硅/聚（丙烯酰胺-丙烯酸）核壳微球的合成及其性能评价
    4.1 实验试剂与仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 核壳微球的制备
        4.2.2 水浊度的测定
        4.2.3 微球粒径的测定
    4.3 核壳微球制备工艺条件的优化
        4.3.1 改性二氧化硅的浓度对核壳微球产量及核壳微球大小的影响
        4.3.2 引发剂浓度对核壳微球产量及核壳微球大小的影响
        4.3.3 单体质量分数对核壳微球产量及核壳微球大小的影响
        4.3.4 丙烯酸和丙烯酰胺的质量比对微球膨胀倍数的影响
        4.3.5 反应温度对微球膨胀倍数的影响
        4.3.6 交联剂的用量对微球膨胀倍数的影响
        4.3.7 盐浓度对微球膨胀倍数的影响
        4.3.8 吸水温度对微球膨胀倍数的影响
    4.4 核壳微球结构与性能的研究
        4.4.1 红外光谱
        4.4.2 透射电镜
        4.4.3 光学显微镜
        4.4.4 动态光散射
        4.4.5 热重分析
        4.4.6 毛细管
        4.4.7 扫描电镜
    4.5 本章小结
第5章 微球调剖堵水的研究初探
    5.1 实验材料与仪器
    5.2 实验方法
    5.3 实验结果评价
        5.3.1 微球调剖压力变化及阻力系数变化曲线图
        5.3.2 微球粒径大小与填砂管孔隙大小的匹配关系
    5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]分散聚合法制备聚去氢枞酸丙烯酸乙二醇酯微球[J]. 韩海威,李阳,李光华,廖芳,段文贵.  高分子材料科学与工程. 2016(11)
[2]石墨对苯乙烯悬浮聚合及阻燃可发性聚苯乙烯性能的影响[J]. 张存位,李向梅,陈思,杨荣杰.  高分子材料科学与工程. 2016(07)
[3]纳米技术在太阳能电池中的应用展望[J]. 王昌浩.  石油石化节能. 2016(05)
[4]提高采收率技术应用现状及分析[J]. 邴李峰.  内蒙古石油化工. 2016(04)
[5]三次采油技术的研究现状及进展[J]. 冯永生,郭静,蒋风松,陈红徕.  内蒙古石油化工. 2016(03)
[6]一种聚合物微球的合成[J]. 余昊,梅雪,陈吟龙.  应用化工. 2015(05)
[7]乳液聚合合成高分子量支化聚苯乙烯[J]. 黄文艳,张俊,张东亮,陈建海,杨扬,杨宏军,薛小强,郭金龙,蒋必彪.  高校化学工程学报. 2015(01)
[8]油田化学驱油技术的应用[J]. 冷俊,潘一,李东胜,李晓鸥.  当代化工. 2014(08)
[9]γ-巯丙基三甲氧基硅烷对纳米二氧化硅表面接枝改性的研究[J]. 李峰,李红强,赖学军,吴文剑,曾幸荣.  无机盐工业. 2014(04)
[10]新型半纤维素基磁性水凝胶的制备及性能[J]. 李亚婧,孙晓锋,叶青,刘柏辰,吴耀国.  物理化学学报. 2014(01)



本文编号：2927701