聚偏氟乙烯基非对称复合粒子的合成及其结构与性能

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文聚偏氟乙烯基非对称复合粒子的合成及其结构与性能论文作者：汪洋学生类别：全日制学科门类：理科学科专业：高分子化学与物理指导教师：潘明旺职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金（51373047）、河北省自然科学基金（B2012202131）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymerSYNTHESISANDMORPHOLOGY&PERFORMANCEOFASYMMETRICPARTICLESBA

2、SEDONPOLYVINYLIDENEFLUORIDEbyWangYangSupervisor:ProfessorPanMingwangMay2017ThisworkwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.51373047)andtheNaturalScienceFoundationofHebeiProvince(No.B2012202131).摘要本文以聚偏氟乙烯（PVDF）粒子为种子，苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸3-(三甲氧基硅烷)丙基酯（MPS）为共聚单体，采用无皂种子乳液聚合法制备了形态可

3、控的PVDF@P(St-co-BA-co-MPS)复合粒子。系统地研究了MPS的加入时间、单体/种子配比、BA的加入量、聚合时间、聚合温度等因素对PVDF@P(St-co-BA-co-MPS)复合粒子形态演变的影响。在聚合过程中，由于St、BA与PVDF之间高度不相容而发生了相分离，得到了具有各向异性的Janus复合粒子，通过调整亲水性单体MPS的加入时间，可以得到具有爆米花形结构和变异碗形结构的复合粒子。最后，基于以上实验结果提出了一种可能的形成机理。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对复合粒子的表面及其内部结构进行表征。马尔文激光粒径仪用以表征复合粒子的平均粒径及其分布

4、。采用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）对复合粒子组成进行表征。通过差式扫描量热仪（DSC）对复合粒子的结晶行为进行表征。并通过接触角测试仪对复合粒子的亲水性进行了表征。研究结果表明：未加入亲水性单体时，复合粒子呈现出雪人形结构；当在溶胀的同时加入MPS时，所得复合粒子呈现出爆米花形结构；当在反应进行1h后加入MPS时，所得复合粒子呈现出变异碗形结构。复合粒子的形态结构对于PVDF的受限结晶具有重要的影响，PVDF被包裹的程度越大，其受限结晶的程度越大。粒子的组成和形态对其亲疏水性有较大的影响，当粒子表面的亲水基团被封闭后，碗形粒子比爆米花形粒子具有更大的接触角和更

5、高的疏水性，有望用于制备超疏水涂料。关键字：种子乳液聚合亲-疏水性不对称粒子形态演变受限结晶IABSTRACTInthispaper,thepolyvinylidenefluoride@poly(styrene-co-butylacrylate-co-3-trimethoxysilylpropylmethacrylate)compositeparticles,PVDF@P(St-co-BA-co-MPS),compositeparticleswithcontrollablemorphologieswereobtainedwhilePVDFparticleswasusedastheseedsan

6、dtheSt,BA,MPSwereusedasthecomonomers.TheeffectsofthefeedingtimesofMPS,theratioofPVDF/St,theaddingamountofBAcomonomers,thepolymerizationtimeandthereactiontemperaturesontheparticlemorphologieswereinvestigatedinthisstudy.Theparticleswithpopcorn-likeandheteromorphousbowl-likestructurecanbeobtainedthroug

7、hadjustingtheaddingtimesofMPS.Additionly,apossibleformationmechanismwasproposed.Scanningelectronmicroscope(SEM)andtransmissionelectronmicroscope(TEM)wereemployedtocharacterizethesurfacemorphologyandin