用于纳米二氧化硅水体系的聚丙烯酸类分散剂的制备及性能研究

发布时间：2020-10-25 23:05

　　 聚羧酸类分散剂通过静电排斥及空间位阻作用可以改善纳米SiO_2水体系的分散稳定性,但通过简单的工艺条件,获得具有良好分散稳定性的高固含量纳米二氧化硅水体系仍有待研究。为了得到分散性良好的高固含量纳米SiO_2水体系,本论文选用3-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)为引发剂,丙烯酸(AA)为单体,通过巯基-烯烃光聚合法合成了一系列含锚固基团的聚羧酸类分散剂(KH590-PAA)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对产物结构进行了表征。以末端为丙基的聚丙烯酸分散剂(PM-PAA)为对照,将所得KH590-PAA添加至纳米SiO_2水体系中,经测试发现甲氧基硅烷有利于增强分散剂的吸附能力,从而提高其分散效果;且KH590-PAA对纳米SiO_2的分散性与其添加量和分子量密切相关,当KH590-PAA的含量为1.0 wt%,分子量为16 000 g/mol时,20 wt%固含量的SiO_2水体系的分散稳定性最好。为了更好地发挥聚羧酸类分散剂的空间位阻效应,将烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)与丙烯酸(AA)共聚,通过改变投料比,制备了一系列不同组成及分子量的聚合物分散剂(KH590-AA_x-APEG_y),并对产物结构进行了表征。经测试研究发现KH590-AA_x-APEG_y的组成、分子量及添加量和固含量等对纳米SiO_2水体系分散性能有影响。当添加0.1 wt%的KH590-AA_x-APEG_y-2时,其对纳米SiO_2水体系的分散效果最优,固含量提高使体系的分散稳定性明显下降。可见,分散剂中APEG引入可以更好地发挥其在分散体系中的空间位阻作用,因此可以在其添加量较低的情况下,对纳米SiO_2水体系表现出优异的分散效果。
【学位单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ127.2;TQ314.255
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 改善纳米二氧化硅分散性的方法
        1.2.1 表面活性剂改性
        1.2.2 偶联剂改性
        1.2.3 醇酯法改性
        1.2.4 聚合物改性
    1.3 聚合物用于改善纳米二氧化硅分散性的方法
        1.3.1 物理添加改性
        1.3.2 化学接枝改性
    1.4 聚合物改善纳米二氧化硅在水体系中分散性的研究
    1.5 本论文选题思路及研究内容
第二章 含烷氧基硅的聚丙烯酸分散剂的合成及表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要实验药品及仪器
        2.2.2 表征仪器及条件
        2.2.3 KH590-PAA的合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 KH590-PAA的合成及表征
        2.3.2 KH590-PAA的合成条件对聚合反应的影响
    2.4 结论
第三章 KH590-PAA对纳米二氧化硅水体系分散性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要实验药品及仪器
        3.2.2 表征仪器及条件
        3.2.3 纳米二氧化硅表面羟基含量测定
        3.2.4 分散性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 KH590-PAA中甲氧基硅对纳米二氧化硅水体系分散性的影响
        3.3.2 KH590-PAA的分子量对纳米二氧化硅水体系分散性的影响
        3.3.3 KH590-PAA的含量对纳米二氧化硅水体系分散性的影响
    3.4 结论
x-APEG_y对纳米二氧化硅水体系分散性能的影响'>第四章 KH590-AA_x-APEG_y对纳米二氧化硅水体系分散性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要实验药品及仪器
        4.2.2 表征仪器及条件
x-APEG_y的合成'>        4.2.3 KH590-AA_x-APEG_y的合成
        4.2.4 分散性能测试
    4.3 结果与讨论
x-APEG_y的合成及表征'>        4.3.1 KH590-AA_x-APEG_y的合成及表征
x-APEG_y的组成及分子量对纳米二氧化硅水体系分散性能的影响'>        4.3.2 KH590-AA_x-APEG_y的组成及分子量对纳米二氧化硅水体系分散性能的影响
x-APEG_y的含量对纳米二氧化硅水体系分散性能的影响'>        4.3.3 KH590-AA_x-APEG_y的含量对纳米二氧化硅水体系分散性能的影响
x-APEG_y分散的纳米二氧化硅水体系分散性能的影响'>        4.3.4 固含量对KH590-AA_x-APEG_y分散的纳米二氧化硅水体系分散性能的影响
x-APEG_y与KH590-PAA对纳米二氧化硅水体系分散效果的对比研究'>        4.3.5 KH590-AA_x-APEG_y与KH590-PAA对纳米二氧化硅水体系分散效果的对比研究
    4.4 结论
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间的学术成果

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本文编号：2856096