含硅聚合物乳液的合成及其性能研究
发布时间：2023-10-14 08:36
近来,有机硅材料因为其优越的性能受到材料研究领域的广泛关注,将其水性化或者通过特殊合成方法设计,实现与其它有机水性树脂的复合,所制备的含硅乳液兼具环保性能和应用性能,在抗沾污、自修复以及增韧改性剂等领域有重要的研究价值和应用前景。本论文从基础的八甲基环四硅氧烷(D4)的离子开环乳液合成研究出发,选用不同的有机硅氧烷进行新的粒子设计,制备复合型有机硅氧烷乳液,并探索了不同的乳液在建筑涂料疏水改性剂以及聚合物增韧改性剂等领域的应用。本文主要内容如下:(1)D4离子开环乳液聚合研究:设计不同的离子开环反应,通过乳化体系研究和配方的调整及工艺的优化,制备出外观良好、粒径可控,转化率高、漂油量低的聚二甲基硅氧烷(PDMS)乳液。将所得乳液加入到建筑涂料中做改性剂,测试改性涂料的性能变化,着重考察建筑涂料疏水性能的改性效果。将PDMS乳液进行中试实验,验证了本论文合成方法的工艺稳定性,有利于进一步的工业放大和应用。(2)将PDMS乳液作为种子,通过偶联基团的设计和使用结合乳液界面条件控制,制备了具有核壳结构的PDMS/聚倍半硅氧烷(PSQ)乳液,其中PDMS作为核层,被PSQ壳层所包覆,并且在特定...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 聚有机硅氧烷
1.2.1 聚有机硅氧烷的结构
1.2.2 聚有机硅氧烷的合成方法
1.2.2.1 环状有机硅氧烷的开环聚合
1.2.2.2 溶胶.凝胶(sol-gel)法
1.3 聚倍半硅氧烷
1.3.1 聚倍半硅氧烷的合成方法
1.3.1.1 溶胶-凝胶(sol-gel)法
1.3.1.2 原位聚合法
1.3.2 溶胶凝胶(sol-gel)法合成聚倍半硅氧烷
1.3.3 聚倍半硅氧烷的性能及应用
1.4 有机硅改性聚丙烯酸酯乳液
1.4.1 改性方法
1.4.1.1 物理共混法
1.4.1.2 化学改性法
1.4.2 硅-丙杂化乳液的应用
1.5 核壳结构乳胶粒子
1.5.1 核壳乳液聚合方法
1.5.1.1 间歇法
1.5.1.2 半连续法
1.5.1.3 平衡溶胀法
1.5.1.4 Pickering乳液聚合法
1.5.2 核壳乳液的应用
1.6 本论文的研究目的、意义、研究内容及创新性
1.6.1 论文研究的目的和意义
1.6.2 论文的主要研究内容
1.6.3 论文的创新性
第二章 实验内容
2.1 化学药品及试剂
2.2 实验仪器
2.3 制备方法
2.3.1 以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基础的含硅杂化乳液的制备
2.3.1.1 PDMS乳液的制备
2.3.1.2 PDMS/PSQ核壳乳液的制备
2.3.1.3 PDMS/PSQ/PMMA杂化乳液的制备
2.3.2 以聚倍半硅氧烷(PSQ)为基础的含硅杂化乳液的制备
2.3.2.1 PSQ乳液的制备
2.3.2.2 PSQ-PDMS杂化乳液的制备
2.3.2.3 硅-硅-丙杂化乳液的制备
2.4 性能测试与表征
2.4.1 乳液外观的表征
2.4.2 乳胶粒子粒径和粒径分布的表征
2.4.3 乳液的储存稳定性表征
2.4.4 乳液固含量的表征
2.4.5 乳液凝胶率的表征
2.4.6 透射电子显微镜(TEM)表征
2.4.7 涂膜抗涂鸦性能的表征
2.4.8 涂膜接触角的表征
2.4.9 涂膜铅笔硬度的表征
2.4.10 涂膜吸水率的表征
2.4.11 涂膜附着力的表征
2.4.12 涂层冲击性能的表征
2.4.13 涂层的柔性表征
2.4.14 涂层耐水性的表征
2.4.15 扫描电子显微镜(SEM)表征
第三章 结果与讨论
3.1 PDMS乳液的制备及性能研究
3.1.1 乳化剂种类对D4开环聚合反应影响的研究
3.1.2 乳化剂用量对D4开环聚合反应影响的研究
3.1.3 D4开环聚合反应时长的研究
3.1.4 硅烷偶联剂对D4开环聚合反应影响的研究
3.1.5 PDMS乳液的应用研究
3.1.5.1 PDMS乳液的建筑内墙漆改性研究
3.1.5.2 PDMS乳液对传统PA乳液的抗涂鸦改性研究
3.1.6 PDMS乳液的放大研究
3.2 PDMS/PSQ核壳乳液的制备及性能研究
3.2.1 pH值对PDMS/PSQ核壳乳液影响的研究
3.2.2 偶联剂用量对PDMS/PSQ核壳乳液影响的研究
3.2.3 PDMS种子乳液对PDMS/PSQ核壳乳液影响的研究
3.2.4 PDMS/PSQ核壳乳液受核壳比例影响的研究
3.2.5 PDMS/PSQ纳米胶囊中PDMS可控释放的研究
3.2.6 PDMS/PSQ核壳乳液的应用研究
3.2.6.1 PDMS/PSQ核壳乳液的建筑内墙漆改性研究
3.2.6.2 PDMS/PSQ核壳乳液对传统PA乳液的抗涂鸦改性研究
3.2.6.3 PDMS/PSQ粉末的塑料改性研究
3.2.7 PDMS/PSQ核壳乳液的放大研究
3.2.8 PDMS/PSQ/PMMA复合乳液的制备研究
3.3 PMSQ-PDMS复合乳液的制备及性能研究
3.3.1 单体配比对PSQ乳液粒径影响的研究
3.3.2 乳化剂用量对PMSQ乳液粒径影响的研究
3.3.3 催化剂用量对PMSQ乳液粒径影响的研究
3.3.4 PMSQ乳液的TEM表征
3.3.5 PMSQ乳液对PA乳液的共混改性研究
3.3.6 PMSQ-PDMS杂化乳液的制备研究
3.3.7 不同配比的PMSQ与PDMS对杂化乳液影响的研究
3.3.8 PMSQ-PDMS杂化乳液的成膜研究
3.3.9 PMSQ-PDMS杂化乳液对PA乳液的共混改性研究
3.4 硅-硅-丙杂化乳液的制备及性能研究
3.4.1 硅-硅-丙杂化乳液的制备研究
3.4.2 固含量对硅-硅-丙杂化乳液影响的研究
3.4.3 PMSQ用量对硅-硅-丙杂化乳液影响的研究
3.4.4 PDMS与PA质量比例对硅-硅-丙杂化乳液影响的研究
3.4.5 不同三元比例的硅-硅-丙杂化乳液的TEM表征
3.4.6 硅-硅-丙杂化乳液对PA乳液的共混改性研究
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者与导师简介
附件
本文编号：3853972
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 聚有机硅氧烷
1.2.1 聚有机硅氧烷的结构
1.2.2 聚有机硅氧烷的合成方法
1.2.2.1 环状有机硅氧烷的开环聚合
1.2.2.2 溶胶.凝胶(sol-gel)法
1.3 聚倍半硅氧烷
1.3.1 聚倍半硅氧烷的合成方法
1.3.1.1 溶胶-凝胶(sol-gel)法
1.3.1.2 原位聚合法
1.3.2 溶胶凝胶(sol-gel)法合成聚倍半硅氧烷
1.3.3 聚倍半硅氧烷的性能及应用
1.4 有机硅改性聚丙烯酸酯乳液
1.4.1 改性方法
1.4.1.1 物理共混法
1.4.1.2 化学改性法
1.4.2 硅-丙杂化乳液的应用
1.5 核壳结构乳胶粒子
1.5.1 核壳乳液聚合方法
1.5.1.1 间歇法
1.5.1.2 半连续法
1.5.1.3 平衡溶胀法
1.5.1.4 Pickering乳液聚合法
1.5.2 核壳乳液的应用
1.6 本论文的研究目的、意义、研究内容及创新性
1.6.1 论文研究的目的和意义
1.6.2 论文的主要研究内容
1.6.3 论文的创新性
第二章 实验内容
2.1 化学药品及试剂
2.2 实验仪器
2.3 制备方法
2.3.1 以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基础的含硅杂化乳液的制备
2.3.1.1 PDMS乳液的制备
2.3.1.2 PDMS/PSQ核壳乳液的制备
2.3.1.3 PDMS/PSQ/PMMA杂化乳液的制备
2.3.2 以聚倍半硅氧烷(PSQ)为基础的含硅杂化乳液的制备
2.3.2.1 PSQ乳液的制备
2.3.2.2 PSQ-PDMS杂化乳液的制备
2.3.2.3 硅-硅-丙杂化乳液的制备
2.4 性能测试与表征
2.4.1 乳液外观的表征
2.4.2 乳胶粒子粒径和粒径分布的表征
2.4.3 乳液的储存稳定性表征
2.4.4 乳液固含量的表征
2.4.5 乳液凝胶率的表征
2.4.6 透射电子显微镜(TEM)表征
2.4.7 涂膜抗涂鸦性能的表征
2.4.8 涂膜接触角的表征
2.4.9 涂膜铅笔硬度的表征
2.4.10 涂膜吸水率的表征
2.4.11 涂膜附着力的表征
2.4.12 涂层冲击性能的表征
2.4.13 涂层的柔性表征
2.4.14 涂层耐水性的表征
2.4.15 扫描电子显微镜(SEM)表征
第三章 结果与讨论
3.1 PDMS乳液的制备及性能研究
3.1.1 乳化剂种类对D4开环聚合反应影响的研究
3.1.2 乳化剂用量对D4开环聚合反应影响的研究
3.1.3 D4开环聚合反应时长的研究
3.1.4 硅烷偶联剂对D4开环聚合反应影响的研究
3.1.5 PDMS乳液的应用研究
3.1.5.1 PDMS乳液的建筑内墙漆改性研究
3.1.5.2 PDMS乳液对传统PA乳液的抗涂鸦改性研究
3.1.6 PDMS乳液的放大研究
3.2 PDMS/PSQ核壳乳液的制备及性能研究
3.2.1 pH值对PDMS/PSQ核壳乳液影响的研究
3.2.2 偶联剂用量对PDMS/PSQ核壳乳液影响的研究
3.2.3 PDMS种子乳液对PDMS/PSQ核壳乳液影响的研究
3.2.4 PDMS/PSQ核壳乳液受核壳比例影响的研究
3.2.5 PDMS/PSQ纳米胶囊中PDMS可控释放的研究
3.2.6 PDMS/PSQ核壳乳液的应用研究
3.2.6.1 PDMS/PSQ核壳乳液的建筑内墙漆改性研究
3.2.6.2 PDMS/PSQ核壳乳液对传统PA乳液的抗涂鸦改性研究
3.2.6.3 PDMS/PSQ粉末的塑料改性研究
3.2.7 PDMS/PSQ核壳乳液的放大研究
3.2.8 PDMS/PSQ/PMMA复合乳液的制备研究
3.3 PMSQ-PDMS复合乳液的制备及性能研究
3.3.1 单体配比对PSQ乳液粒径影响的研究
3.3.2 乳化剂用量对PMSQ乳液粒径影响的研究
3.3.3 催化剂用量对PMSQ乳液粒径影响的研究
3.3.4 PMSQ乳液的TEM表征
3.3.5 PMSQ乳液对PA乳液的共混改性研究
3.3.6 PMSQ-PDMS杂化乳液的制备研究
3.3.7 不同配比的PMSQ与PDMS对杂化乳液影响的研究
3.3.8 PMSQ-PDMS杂化乳液的成膜研究
3.3.9 PMSQ-PDMS杂化乳液对PA乳液的共混改性研究
3.4 硅-硅-丙杂化乳液的制备及性能研究
3.4.1 硅-硅-丙杂化乳液的制备研究
3.4.2 固含量对硅-硅-丙杂化乳液影响的研究
3.4.3 PMSQ用量对硅-硅-丙杂化乳液影响的研究
3.4.4 PDMS与PA质量比例对硅-硅-丙杂化乳液影响的研究
3.4.5 不同三元比例的硅-硅-丙杂化乳液的TEM表征
3.4.6 硅-硅-丙杂化乳液对PA乳液的共混改性研究
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者与导师简介
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