超声辐照乳液聚合制备p（stconass）共聚物及p（stconass）cds纳米复合粒子的制备

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1、四川大学工学硕士擘位论文超声辐照乳液聚合制备P(St—CO．NaSS)共聚物及P(St-CO-NaSS)／CdS纳米复合粒子的制备材料学专业研究生谭金枚指导教师王琪教授摘要本文研究了超声辐照下疏水性单体苯乙烯(St)与离子型单体苯乙烯磺酸钠(NasS)的乳液共聚，制备了表面修饰有阴离子基团磺酸基的共聚物乳胶粒。对聚合反应影响因素及聚合反应动力学进行了研究，为超声辐照乳液共聚的研究提供实验基础和理论依据。利用乳胶粒表面磺酸基与CdS纳米粒子问的相互作用，直接在乳胶粒表面生成CdS，制备了具有核壳结构的P(St-co-NaSS)／CdS纳米复合粒子，

2、为解决聚合物与无机纳米粒子界面相互作用，制备小粒径、窄分布、具有可控结构的聚合物，无机纳米复合材料提供新思路。利于超声波的分散、搅拌、乳化及引发作用，实现了超声辐照下st与NaSS的乳液共聚，制备了带有磺酸基官能团的P(St-co-NaSS)共聚物。研究了各种反应因素对聚合反应过程的影响。聚合反应过程只有加速期和降速期，而没有恒速期，与微乳液聚合过程相似。阴离子型乳化剂SDS引发效果最佳，且随乳化剂浓度增大，诱导期缩短，聚合反应加快。随单体st含最提高，聚合反应速率下降；共聚单体NaSS的加入使乳液稳定性增加，乳胶粒粒径变小，粒径分布变窄，聚合反

3、应速率加快．在实验水浴温度范围内，温度变化对聚合反应影响不大，随温度提高聚合反应速率略有提高。少量无机盐的加入促进聚合反应，但过量的无机盐会破坏乳胶粒表面双电层，降低乳液的稳定性，不利于聚合反应。少量乙醇的加入明显促进了聚合反应，并且使Ps乳胶粒粒径变小、粒径分布变窄，但乙醇对共聚物乳胶粒的粒径及粒径分布影响较小。乙醇过量时会削弱空化效应，使聚合反应摘要变慢。对乳液的形貌分析结果表明，共聚物乳胶粒为规则的球形，粒径在40nm左右。由于NaSS链段的存在，使共聚物极性增强，在非极性甲苯溶剂中的溶解性下降；离子基团间存在静电相互作用，使共聚物Tg有所

4、提高。利用带磺酸基官能团的共聚物乳胶粒制备了具有核壳结构的P(St-co-NaSS)／CdS纳米复合粒子。由于磺酸基与CdS间存在较强的相互作用，因此使用共聚物乳胶粒为载体能够得到均匀的复合乳液。对复合粒子进行XPS分析可知，磺酸基中s原子的电子结合能向低能端移动，复合粒子中Cd原子与S原予的摩尔比为1．02。XRD分析结果表明制备得到六方晶型CdS纳米粒子。其粒径约为6rim。由TEM照片可观察到复合粒子的粒径在70nm左右，CdS在共聚物乳胶粒表面形成多层包覆，乳液中没有游离的CdS纳米粒子，说明聚合物与纳米粒子间相互作用较强。复合乳液中的C

5、dS表现出良好的光学吸收，其紫外吸收谱上出现半导体纳米粒子特有的吸收肩峰，吸收限在480nm左右，相对于体相材料吸收限520nm明显蓝移。关键词：超声辐照，乳液共聚，苯乙烯，苯乙烯磺酸钠，纳米复合粒子，核壳粒子，硫化镉Ⅱ四川大学工学硕士学位论文PreparationofP(St—co-NaSS)CopolymerthroughUltrasonicallyInitiatedEmulsionPolymerizationandP(St-co—NaSS)／CdSNanoparticlesDiscipline：MaterialsScienceAuthor：

6、JinmeiTanSupervisor：Prof．＆Dr．QiWangThecopolymerizationofstyrene(St)andioniclnonomcrsodiumstyrenesu

7、fonate洲aSs)throughultm．sonicMlyinitiatedemulsionpolymerization麟studiedinthispaper．ThesurfaoeofpreparedP(St-co-NaSS)copolymerlatexwasmodifiedbysulfonatefunctionalgroup．Basedonthe

8、inWractionofsulfonategroupandCdSnanoparticlcs，thedepositionofCdSnanoparticlcsOnthe酬

9、rfh∞ofP(St-co-NaSS)copolymerlatexwasrealized,thmpreparedP(St-co-NaSS)／CdScore-shellnanocomposites．Themainconclusions骶asfoUows：Usingthedispersion,agitation,emulsificationandinitiationofultrasou

10、nd,theemulfioncopolymcrizationofStandNaSSwasrealized,andtheaffecting