SiO 2 /PA接枝复合材料原位法制备过程中SiO 2 分散性的调控
发布时间：2021-12-17 09:38
无机纳米粒子具有众多卓越的特性,可广泛应用于纺织品的功能整理。但无机纳米粒子固有的亲水性和自聚性导致其在有机介质和聚合物基体中极易发生大规模的团聚,这会极大地影响此类功能材料在高附加值纺织品中的应用功效,甚至还会带来纺织品原有性能的明显劣化。通过表面修饰和原位聚合方法在无机粒子表面锚固接枝上一定量的聚合物链,被认为是解决上述问题的关键。为此,本基础性研究以纳米SiO2为代表性无机粒子,通过偶联改性、介质置换和原位聚合制备纳米SiO2/甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体分散液及相应的SiO2/聚丙烯酸酯（PA）复合材料。再以原位本体聚合制得的SiO2/PA复合材料为预分散母料,通过熔融共混工艺应用于化纤树酯的无机掺杂;以原位细乳液聚合制得的SiO2/PA复合胶乳为功能整理剂,通过浸轧-焙烘工艺应用于棉织物的功能整理。在上述制备和应用过程中,重点考察影响SiO2粒子在单体相和聚合物基体中分散性的关键因素及其作用机理。课题首先以高分散性纳米SiO2
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纳米SiO2团聚体及其解团聚示意图
为了克服上述问题，提高纳米粒子在油性单体中的分散性和分散稳定性，有课题组主张应该在制备单体分散液前，先利用偶联剂对纳米粒子进行表面修饰和改性。例如，Xu等[49]将纳米二氧化锆 ZrO2在甲苯中进行硅烷偶联剂的偶联改性，发现上述改性 ZrO2最终可较好地分散于油性的四氢呋喃(THF)介质中。Zhang[50]和 Bourgeat-Lami[51]等人通过类似方法，也制得了高分散性的 SiO2/有机溶剂分散液。鉴于上述研究，科研人员进一步尝试制备相应的高分散性纳米粒子单体分散液。如陈晓蕾等[52]以硅烷偶联剂 KH570 为分散剂制备纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)/乙二醇(EG)分散液。Sugimoto 等[53]利用甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯(MOI)改性 SiO2制得相应的 MMA 单体分散液，其制备过程如图 1.3 所示：
图 1.5 本体聚合法制备 PMMA/SiO2纳米复合材料的透射电镜照片(TEM)从图 1.5 可见：部分 SiO2在复材中是以单分子形式存在，但体系中同时存在大量的纳米 SiO2聚集体。推测该结果与所用纳米 SiO2/MMA 分散液是通过直接蒸发法制得的有关，因此，认为通过对纳米 SiO2表面的偶联处理，可逐渐提高其表面亲油性，进而有希望改善本体聚合复材中纳米 SiO2的分散性。此外，本体聚合具有原料组成简单，对设备要求低，过程稳定、可控性好，能耗低、污染少，聚合产物纯净、不存在介质分离问题等优点。上述体系简单、干拢少、易于讨论分析的特点比较适合于进行基础性研究。因此，可选择其作为评估纳米粒子分散性的聚合方法之一。(2) 原位细乳液聚合细乳液聚合[62]由乳液聚合发展而来，它既保留了常规乳液聚合的大多数优点(高聚合速度、高相对分子质量、易散热和低黏度)，同时又具有一系列独特的特点(粒径和结构形态可控性好)。该聚合过程中引入了助乳化剂的共稳定作用和超声分散所提供的细乳化过程，因而可显著抑制单体从单体液滴迁移到连续水相的扩散能力，并使单体亚微液滴成为主要成核场所。上述特点可有效降低反应体系水相中均相成核和胶束成核的可能性，因而无机
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米SiO2分散乙醇介质过程中的解团聚行为[J]. 袁艳,张睿,戚栋明,邵建中. 浙江理工大学学报. 2011(04)
[2]PBA/TiO2复合胶乳整理棉织物的性能[J]. 袁艳,邵建中,张睿,付国栋,戚栋明. 纺织学报. 2010(12)
[3]新型室温酯化法接枝聚合物改性SiO2纳米微粒[J]. 冯利邦,强小虎,徐立新. 高分子学报. 2010(08)
[4]纳米白炭黑的复合改性及性能表征[J]. 李延洁,周竹发,王春蓉,冯杰,田冉冉,戴小春,李勇. 化工学报. 2010(03)
[5]水相介质中纳米TiO2粒子软团聚体的解团聚[J]. 雷琳,吕娜娜,吴明华,戚栋明. 化工学报. 2009(12)
[6]通过辐射交联提高PLA/纤维复合材料的耐热性能[J]. 邓鹏飏,柳美华,郑晓伟,刘南安,董丽松. 高等学校化学学报. 2009(12)
[7]SiO2和Ni纳米粉体在纺织品防紫外线涂层中的应用[J]. 宋晓秋,叶琳. 上海应用技术学院学报(自然科学版). 2009(03)
[8]纳米TiO2粒子静电吸附引发剂及其原位锚固丙烯酸丁酯聚合[J]. 吴明华,吕娜娜,雷琳,戚栋明,林鹤鸣. 高分子学报. 2009(05)
[9]纳米材料在防弹衣上的应用[J]. 汤胜博,孙建科,常鹏北,李珍,彭晖. 材料开发与应用. 2009(02)
[10]PBA/TiO2接枝复合整理剂及其整理棉织物的抗紫外线性能[J]. 林鹤鸣,吕娜娜,戚栋明,吴明华. 纺织学报. 2009(04)
博士论文
[1]丙烯酸酯聚氨酯/纳米二氧化硅复合涂层的研究[D]. 陈国栋.复旦大学 2005
硕士论文
[1]特厚有机玻璃生产中MMA本体聚合动力学与传热耦合研究[D]. 田丽娜.浙江大学 2006
[2]纳米SiO2的修饰及其纳米复合材料的制备[D]. 刘颖.天津大学 2006
本文编号：3539862
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纳米SiO2团聚体及其解团聚示意图
为了克服上述问题，提高纳米粒子在油性单体中的分散性和分散稳定性，有课题组主张应该在制备单体分散液前，先利用偶联剂对纳米粒子进行表面修饰和改性。例如，Xu等[49]将纳米二氧化锆 ZrO2在甲苯中进行硅烷偶联剂的偶联改性，发现上述改性 ZrO2最终可较好地分散于油性的四氢呋喃(THF)介质中。Zhang[50]和 Bourgeat-Lami[51]等人通过类似方法，也制得了高分散性的 SiO2/有机溶剂分散液。鉴于上述研究，科研人员进一步尝试制备相应的高分散性纳米粒子单体分散液。如陈晓蕾等[52]以硅烷偶联剂 KH570 为分散剂制备纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)/乙二醇(EG)分散液。Sugimoto 等[53]利用甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯(MOI)改性 SiO2制得相应的 MMA 单体分散液，其制备过程如图 1.3 所示：
图 1.5 本体聚合法制备 PMMA/SiO2纳米复合材料的透射电镜照片(TEM)从图 1.5 可见：部分 SiO2在复材中是以单分子形式存在，但体系中同时存在大量的纳米 SiO2聚集体。推测该结果与所用纳米 SiO2/MMA 分散液是通过直接蒸发法制得的有关，因此，认为通过对纳米 SiO2表面的偶联处理，可逐渐提高其表面亲油性，进而有希望改善本体聚合复材中纳米 SiO2的分散性。此外，本体聚合具有原料组成简单，对设备要求低，过程稳定、可控性好，能耗低、污染少，聚合产物纯净、不存在介质分离问题等优点。上述体系简单、干拢少、易于讨论分析的特点比较适合于进行基础性研究。因此，可选择其作为评估纳米粒子分散性的聚合方法之一。(2) 原位细乳液聚合细乳液聚合[62]由乳液聚合发展而来，它既保留了常规乳液聚合的大多数优点(高聚合速度、高相对分子质量、易散热和低黏度)，同时又具有一系列独特的特点(粒径和结构形态可控性好)。该聚合过程中引入了助乳化剂的共稳定作用和超声分散所提供的细乳化过程，因而可显著抑制单体从单体液滴迁移到连续水相的扩散能力，并使单体亚微液滴成为主要成核场所。上述特点可有效降低反应体系水相中均相成核和胶束成核的可能性，因而无机
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米SiO2分散乙醇介质过程中的解团聚行为[J]. 袁艳,张睿,戚栋明,邵建中. 浙江理工大学学报. 2011(04)
[2]PBA/TiO2复合胶乳整理棉织物的性能[J]. 袁艳,邵建中,张睿,付国栋,戚栋明. 纺织学报. 2010(12)
[3]新型室温酯化法接枝聚合物改性SiO2纳米微粒[J]. 冯利邦,强小虎,徐立新. 高分子学报. 2010(08)
[4]纳米白炭黑的复合改性及性能表征[J]. 李延洁,周竹发,王春蓉,冯杰,田冉冉,戴小春,李勇. 化工学报. 2010(03)
[5]水相介质中纳米TiO2粒子软团聚体的解团聚[J]. 雷琳,吕娜娜,吴明华,戚栋明. 化工学报. 2009(12)
[6]通过辐射交联提高PLA/纤维复合材料的耐热性能[J]. 邓鹏飏,柳美华,郑晓伟,刘南安,董丽松. 高等学校化学学报. 2009(12)
[7]SiO2和Ni纳米粉体在纺织品防紫外线涂层中的应用[J]. 宋晓秋,叶琳. 上海应用技术学院学报(自然科学版). 2009(03)
[8]纳米TiO2粒子静电吸附引发剂及其原位锚固丙烯酸丁酯聚合[J]. 吴明华,吕娜娜,雷琳,戚栋明,林鹤鸣. 高分子学报. 2009(05)
[9]纳米材料在防弹衣上的应用[J]. 汤胜博,孙建科,常鹏北,李珍,彭晖. 材料开发与应用. 2009(02)
[10]PBA/TiO2接枝复合整理剂及其整理棉织物的抗紫外线性能[J]. 林鹤鸣,吕娜娜,戚栋明,吴明华. 纺织学报. 2009(04)
博士论文
[1]丙烯酸酯聚氨酯/纳米二氧化硅复合涂层的研究[D]. 陈国栋.复旦大学 2005
硕士论文
[1]特厚有机玻璃生产中MMA本体聚合动力学与传热耦合研究[D]. 田丽娜.浙江大学 2006
[2]纳米SiO2的修饰及其纳米复合材料的制备[D]. 刘颖.天津大学 2006
本文编号：3539862
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