纳米无机物苯丙复合乳液的合成、结构及性能研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文摘要纳米无机粒子／苯丙复合乳液的合成、结构及性能研究摘要苯丙乳液是目前常用的一种基础聚合物。由于其良好的性能(耐光性、耐候性、耐碱性、成膜性好)，已经广泛应用于各种材料如涂料等领域。但其也存在有机乳液共同的缺点：涂膜硬度低、耐擦洗性差、耐水性差、与水泥等碱性材料结合力较差，且价格较高。而无机材料无毒、无味、耐久性好、与无机材料包括水泥等碱性基材粘结强度高、硬度高、耐热、耐溶剂、耐擦洗，且价格便宜。本实验将两者复合使用，以期制得的复合乳液兼具有两者的优点，可在各种新型材料中得

2、到更广泛的应用。本文应用接枝机理(偶联剂机理)，即用有机硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷)对无机纳米粒子进行表面处理。硅烷偶联剂的烷氧基团水解后生成一Si(OH)，，与二氧化硅、金属及其氧化物等无机物质的表面产生化学的以及物理的结合，而其中可聚合的有机官能团(碳碳双键)则和有机组分生成化学键。聚合后，无机相与有机相之间在纳米范围内以化学键的形式紧密结合。现有的资料对采用纳米Si02作为无机组分研究较多，本文应用纳米TiO：为无机组分，因为纳米Ti02具有很强的紫外线屏蔽功能，在涂料中加入适量的纳米T

3、i02能提高涂料的耐候性(抗老化性)，延长涂层浙江工业大学硕士学位论文摘要的寿命。本文还应用另一类无机材料(溶胶)合成复合乳液，以传统的离子交换法制备纳米硅溶胶，在纳米硅溶胶“原位生成”和“原位分散”的基础上，用硅烷偶联剂进行表面改性，制备出了纳米硅溶胶、苯丙复合乳液。实验研究了对无机纳米粒子表面处理时的最佳工艺条件，实验还探讨了聚合条件的选择及聚合过程的分析，对复合乳液的结构进行了表征，测试了复合乳液的性能。本实验结果首次表明，相比纳米硅溶胶，纳米TiO：对有机乳胶粒中的聚合物链的阻聚作用更明显

4、，不利于有机乳胶粒的“生长”，就这方面而言，纳米硅溶胶更适宜作为无机组分应用与复合乳液中。本文还创造性地采用两种无机纳米粒子(Ti02、Si02)与苯丙乳液复合，这样即发挥了纳米Ti02的功能(光电催化性、抗菌、防霉和自洁功能)，同时由于纳米Si02具有保水功能，因此添加Si02可以增强Ti02的光电催化功能。另一方面，以纳米Si02替代部分纳米Ti02将降低成本。研究表明，纳米Ti02+Si02双组分体系显示了协同效应而能进一步提高体系的抗紫外光辐射能力。关键词：纳米Si02，纳米Ti02，复合

5、，苯丙乳液II浙江工业人学硕士学位论文摘要SYNTHESIS，STRUCTUREANDPROPERTYoFCoMPoSITEDEMULSIoNoFINoRGANICNANo．PARTICLE，STYRENE．ACRYLICABSTRACTEmulsionofSt／BAisabasicpolymerwhichiswidelyusedbecauseofitssuperiorproperties(ray-resistance，climate—resistant，alkali-resistant,form

6、filmeasily)．Butithasthecommondisadvantagesasorganicemulsion：lowrigidityofthefilm，notgoodofscrubbing-resistant，notgoodofwaterrresistant，andthecombinewiththealkalimaterials(forexamplecement)isnotperfect．Furthermorethepriceofitishigh．However,inorganicmat

7、erialshavetheadvantagesofnopoison，lessodor,gooddurability．Itiseasytocombinewiththealkalimaterials．AnditCanimprovethepropertiesoftheemulsion：rigidity,heat-resistant，solvent—resistant，scrubbing—resistant．Andthepriceofitislow．Soifcombinewiththem，wecansyn

8、thesizetheemulsionwiththemeritsofthetwoconstitutesanditCanbewidelyusedinmorenewmaterials．Weappliedthemechanismofinarch(usingsilanecouplingagent)．ThesurfaceofinorganicparticleWasmodifiedbysilanecouplingagent(triethoxyvinylsilance)．Thealkoxylgro