聚丙烯酸酯类tio,2sio,2有机-无机纳米杂化材料的研究

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1、摘要本文用原位溶胶一凝胶方法制备了一系列有机／无机杂化材料。用红外光谱、凝胶渗透色谱、原子力显微镜、动态激光光散射分别对有机高分子分子量及分子量分布、杂化材料的结构、粒径和表面形貌进行了分析。(1)用无规共聚方法合成了一系列功能性无规共聚物：P(删A州TMS)，P(MMA一队一MAn)，P(M姒一BA-St)：通过可逆加成一断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法合成了窄分子量分布的聚合物P(MMA—BA-MAn)。(2)通过原位溶胶一凝胶方法制备了EP(MMA—MTMs)／Ti02]杂化材料。研究了不同分子结构的聚合物、不

2、同TiOJ聚合物质量比对杂化材料的影响，结果表明Y一甲基西烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MTMS)在聚合物中含量为50％时，杂化材料更稳定，经APM分析，杂化材料表面形貌为球形。(3)首次利用甲基丙烯酸甲酯(眦)、。丙烯酸丁酯(队)、马来酸酐(MAn)三元共聚物中的酸酐功能性基团，与Y一氨丙基三乙氧基硅烷(APS)中氨基反应，形成具有偶联侧基的聚合物P(删A嘲—MAnAPS)，通过与钛酸丁酯原位溶胶一凝胶过程，制备了[P(MMA一队一MAnAPs)／Ti02]有机／无机杂化材料，研究了MAn含量、不同Ti晚／聚合物质量比对杂化材

3、料的影响。经AFM分析发现，当马来酸酐含量为2％，杂化材料表面形貌为球形，成膜过程符合成核增长机理；当马来酸酐含量为5％，Ti02／聚合物质量比为4：l时，成膜过程符合旋节线相分离，表面形貌为双联通结构。(4)通过细乳液聚合方法，在纳米反应器中，原位制备了EP(M姒一BA—st)／Si02]杂化材料。研究了超声时间、乳化剂及助乳化剂用量等对聚合过程的影响，探讨了无机材料对杂化材料力学性能的影响，结果表明正硅酸乙酯的加入量为单体质量的15％，杂化材料的拉伸强度和模量达到最大值，MTMS的加入量为单体质量的0．3％，杂化材料的断

4、裂伸长率、拉伸强度和模量达到最大值。关键词：杂化材料；二氧化钛；二氧化硅；溶胶一凝胶；细乳液聚合AbstractTjtaniumdioxidesolandpolyacrylate／titaniumdioxidehybridmaterialswerepreparedbysol—gelmethod．Inthenanoreactorofminiemulsion，polyacrylate／silicondioxidehybridmaterialsemulsionwassynthesized．Thestructureofhybridm

5、aterialswascharacterizedbyFT·m，UV—Vis，GPC，AFMandDLS．(1)Aseriesofsol—gelderivedorganic-inorganichybridmaterialsconsistingoforganicpoly(methylmethacrylate)(PMMA)andinorganictitania(Ti02)weresuccessfullysynthesizedbyusing?-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate(MTMS)asac

6、ouplingagent．Theinfluencesofwater，solvent，temperature，theadditionoftetraethoxysilane(TEOS)ontheTi02Solwasstudied．EffectsofthedifferentpolymersanddifferentweightradiosofTi02／polymeronthehybridmaterialswerestudied．ItwasfoundthattheadditionofTEOScansignificantlyaffect

7、onTi02SolandthecontentoftheMTMShaveeffectivelyimpactonhybridmaterial．(2)Thetransparentpoly(methylmethacrylate—co—butylacrylate—CO—maleicanhydride)／titania[P(MMA—BA—MAn)fl'i02】weresuccessfullypreparedwithmethylmethacrylate-butylacrylate·maleicanhydridecopolymerP(MMA

8、—BA-MAn)andtitanium(IV)n—butoxideinthepresenceofthe?-aminopropyltriethoxysilane(AeS)bysol—gelmethod．Atomicforcemicroscopy(AFM)showedthattheconten