纳米二氧化硅复合核壳共聚物的制备及其与聚氯乙烯共混改性的应用研究

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1、河北T业人学硕士学位论文纳米二氧化硅复合核一壳共聚物的制备及其与聚氯乙烯共混改性的应用研究摘要本论文重点在于系统研究了两种硅烷偶联剂对纳米Si02的表面修饰，并且分别以末修饰的纳米Si02，修饰后的纳米Si02为核，成功她合成～系列纳米Si02／ACR复合材料，并与聚氯乙烯共混后，对聚氯乙烯的抗冲击性能有不同程度的提高。采用硅烷偶联剂Y一(甲基丙烯酰)丙基三甲氧基硅烷(MPS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)处理纳米Si02，并用FTIR、(．电势、TG、TEM对纳米Si02的修饰效果进行了表征。结果表明：纳米Si02的接枝包覆率随偶联剂MPS加入量的增加而增加：

2、当pH值为4，MPS／Si02为50wt％，时间为90min时，纳米SiO／表面MPS的接枝包覆率达到357％；此时纳米Si02粒子在乙醇中分散均匀。分别以未修饰的Si02、MPS．Si02和APS—Si02为核，丙烯酸酯为共聚单体，采用种子乳液聚合技术制备了具有核一壳结构的Si02／ACR复合乳胶粒子。在实验的基础上，确定了最佳原料配比和工艺条件，研究了影,B-}L液聚合及乳胶粒结构的因素，结果表明，当以未修饰的Si02、APS—Si02为核，合成的乳胶粒结构呈现非正常核一壳结构，放置稳定性差，有凝胶现象；当MPS—Si02为核时，复合胶乳TEM照片显示，粒子

3、呈现规整的核．壳结构，放置稳定性好；破乳烘干后，复合乳胶粒子在PVC基体中的分散效果优于未修饰的SiO，和APS—Si02为核的复合乳胶粒子。纳米粒子表面性质、复合乳胶粒子的尺寸及其分布、纳米Si02．聚合物之间的粘接状态对共混物的力学性能有重要影响，当BA／MMA=60／40，Si02／monomer=20／100，100份PVC中加入6份MPS—Si02／ACR时，冲击强度提高3倍，而且拉伸强度仅下降4％；同纯PVC的流动性相比，核壳乳胶粒子的加入，使复合树脂的流动性能得到改善。采用离心分离方法将乳液中的MPS—Si02(L)／ACR复合乳胶粒子与自成核的A

4、CR胶乳粒子进行分离，并用FTIR、TGA表征了分离产物，定量计算了纳米粒子表面的接枝效率，这对于直接采用修饰后纳米粒子与一定比例ACR混合，提高PVC冲击强度的同时，降低成本、简化工艺流程，提出了新的思路，此项研究未见文献报道；共混物的力学性能研究表明，以大粒径的纳米Si02为核制备的乳胶粒子对PVC的增强效果比小粒径的更为明显：而冲击强度的改善效果较差。关键词：纳米Si02，硅烷偶联剂，核一壳聚合物，种子乳液聚合，结构一性能关系，聚氯乙烯塾鲞三墨些壁墨垒堕：墨苎墨塑塑型鱼墨茎皇垩墨圣塑茎塑整竺塑坐盟坐窒STUDYONPREPARATIoNoFNANo．S10

5、2，ACRYLATECoRE．SHELLPOI■MERANDITSAPPLICATIoNINTOUGHENINGPoLVVINYLCHLoRIDEABSTRACTWetreatedbymethacryloxypropyltrimethoxysilane(MPS)and7-aminopropyltriethoxysilane(APS)thesurfaceofnarlo-silicatocontroland／ormanipulationofthesurfacepropertiesThecompositesofnano。silicaencapsulatedbyACRw

6、erepreparedThenotchedimpactstrengthofPVCCallbeimprovedwhenthecompositeswereblendingwithPVCinthethesis．Thesurfaceofnano—silicaWaStreatedbysilanecouplingagentsofMPSandAPS．Thestructureofmodifiedllano—silicawascharacterizedbyFTIR，Zetapotentials，TGandTEM．Theresultsshowedthatthegraftingand

7、coatingpercentonthesurfaceofnano—silicawasincreasedwiththecontentofsilanecouplingagentof(MPS)．Thegraftingandcoatingpercentreached35．7％whenthecontentofMPSwas50wt％，pH4，reactiontime90rain．PhotographsofTEMshowedthatthetreatedllano·silicaobtainedwasdispersedinethanolmoreuniforillthanthato

8、funtreatedon