改性云母粉_水性丙烯酸酯微纳复合乳液的研制与应用

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1、学校代码：10255学号：2160599硕士学位论文改性云母粉/水性丙烯酸酯微纳复合乳液的研制与应用PREPARATIONANDAPPLICATIONOFMODIFIEDMICAPOWDER/POLYACRYLATECOMPOSITEEMULSION学院化学化工与生物工程学院专业名称化学工程作者姓名周欣艳校内导师周兴平（研究员）校外导师张凤凯（高级工程师）答辩日期2018年5月25日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注

2、明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密√，在伍年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保

3、密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月学位论文承诺书本人郑重承诺：本人所提交的学位论文为根据答辩意见修改后的定稿版本。因提交版本错误所造成的后果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日改性云母粉/水性丙烯酸酯微纳复合乳液的研制与应用改性云母粉/水性丙烯酸酯微纳复合乳液的研制与应用摘要丙烯酸树脂不但韧性好、粘度大、耐候性能佳，具有优异的光学性能，并且可用作原料的单体种类多，树脂设计的自由度大，能适应多种多样的市场要求，因而已在市场上占据重要地位。但常规聚丙烯酸酯乳液存在的诸如强度不足、耐水性差等缺点，限制了其应用

4、与发展。无机粉体材料比表面积高，理化性能优异。云母粉作为具有微纳米尺寸的无机材料，若将其加入到聚丙烯酸酯复合乳液中，利用云母粉独特的片层状结构与微纳米尺寸效应，可达到提高乳液防水性与力学性能的目的。但无机微纳米材料与丙烯酸酯聚合物相容性差，易团聚沉降，直接使用将会影响乳液的某些性能，因此，通常要进行表面处理，以增强与基体的界面结合力，改善分散性能。目前常用偶联剂与表面活性剂作为改性剂对无机材料进行表面修饰，但是稳定性差，分散性欠佳，严重阻碍了其应用。对高效环保且实用性优良改性方法的研究迫在眉睫。本论文基于常见无机材料表面的亲水性特性，

5、通过自制聚丙烯酸酯乳液对云母粉表面进行包覆改性，在适当的条件下赋予其材料表面部分的亲油性。随后将改性后云母粉与丙烯酸酯类单体通过原位聚合的方法进行反应，制备出改性云母粉/聚丙烯酸酯复合乳液，并对所制备出的乳液、改性云母粉、复合乳液性能及应用进行探究。主要研究内容与结果如下：（1）制备水性丙烯酸酯乳液最佳工艺条件为：种子液形成阶段，单体混合液加入量为8.0wt%，软硬单体比例为45:55，苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯质量比为2:3，MAA含量为3.00wt%,乳化剂浓度为1.83%，阴/非粒子乳化剂配比为2:3，引发剂用量为0.26wt%，在

6、聚合时间为3.5h时，成膜助剂用量为2.0%。在此工艺条件下制备水性丙烯酸酯乳液，聚合反应凝胶率为0.01%，单体转化率为97.6%，拉伸强力为9.0MPa，断裂延伸率为1207%，吸水率为27.2%，接触角为28.2°。对乳液进行测试表征，粒径约为68nm，分布集中且均匀，经计算乳液固含量为42.7%。（2）以实验室自制水性丙烯酸酯乳液为改性剂，以水为分散介质，以盐酸为破乳剂，对市售2000目云母粉进行包覆改性。实验结果表明：反应条件为水I改性云母粉/水性丙烯酸酯微纳复合乳液的研制与应用性丙烯酸酯乳液用量40%，破乳剂为盐酸，加入量

7、为10%，反应温度为25℃，反应时间为90min时，改性云母粉综合性能最佳。所得改性云母粉接触角为71.9°，沉降体积为9.0ml，亲油化度为64.3%，活化指数为49.8%，具有较好的疏水性与分散性。（3）采用原位聚合法与乳液聚合工艺，将改性后云母粉与水性丙烯酸酯类单体混合添加，成功制备出改性云母粉/水性丙烯酸酯复合乳液。结果表明，当改性云母粉加入量为1.5%时，复合乳液的综合性能最佳，此时乳液涂膜拉伸强度为11.5MPa，段裂延伸率为1054%，凝胶量为0.7%，吸水率为16.9%，粒径为97.4nm，PDI为0.047。乳液内云

8、母粉分散性良好，与未改性云母粉/水性丙烯酸酯复合乳液相比，静置30天后，乳液体系内云母粉沉降量显著减少。（4）工业化生产与应用实例表明：生产过程中凝胶率为2.0%，单体转化率为96.4%，拉伸强力为8.9MPa，断裂延伸