聚丙烯酸酯中空二氧化硅纳米复合皮革涂饰剂的制备及应用研究

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1、瞎压斜技大学论文题目：聚丙烯酸酯／中空二氧化硅纳米复合皮革涂饰剂的制备及应用研究学科门类：理学一级学科：环境科学与工程培养单位：资源与环境学院硕士生：杨永强导师：鲍艳教授2014年6月SYNTHESISANDAPPLICATIoNoFPoLYACRYL√▲TE／HoLLoWSILICACoPoSITELEATHERFINISHINGAGENTFoRLEATHERFINISHINGAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfil

2、lmentoftheRequirementsfortheDegreeofJune2014聚丙烯酸酯／中空二氧化硅纳米复合皮革涂饰剂的制备及应用研究摘要聚丙烯酸酯具有化学稳定、光稳定、成膜柔软、膜的透明性好等优良性能，是目前应用最为广泛的一类皮革涂饰剂。但是，纯的聚丙烯酸酯皮革涂饰剂本身的透水汽性能较差，严重影响了皮革制品的卫生性能及穿着的舒适性。中空二氧化硅(SiO：)微球具有密度小、硬度高、比表面积大、热稳定性良好、内部中空等优良性能，被广泛应用于环境保护、生物医药、电子等领域。但是将中空Si02微球应用于皮革行业，以

3、改变皮革制品透水汽性能的研究尚未见报道。基于以上背景，本研究首先采用硬模板法制备具有不同形貌特点的中空SiO：微球，然后采用物理共混法和原位乳液聚合法将其引入到聚丙烯酸酯皮革涂饰剂中，制备具有良好透水汽性能的纳米复合皮革涂饰剂。(1)采用乳液聚合法制备了聚苯乙烯(PS)微球，考察了表面活性剂种类及用量、引发剂用量、苯乙烯(St)单体用量等因素对PS微球形貌的影响。采用透射电镜(TEM)、动态激光光散射(DLS)对PS微球进行了表征。结果表明，所制备的PS微球结构规整，形貌可控。同时，也表明引发剂及单体用量对PS微球的粒径

4、影响较小，表面活性剂的种类和用量则较为明显。当表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)时，PS微球的粒径大小在14～100nm之间，当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时，PS微球的粒径范围为150～500nm。(2)采用PS微球为模板，以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，制备了常规中空SiO，微球，考察了PS微球粒径、TEOS用量对其形貌的影响，并采用TEM、扫描电镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)、红外光谱(F■瓜)、X一射线衍射(XRD)等表征方法对其结构进行表征。结果表明，所制备的常规中空SiO：微球结构规

5、整，形貌完美，晶体结构为无定型态，且其壳层分布有大量的微小孔道结构。通过控制PS微球的粒径和TEOS的用量，实现了常规中空Si02微球空腔粒径14～500nm、壳层厚度6～50nm范围的可控制备。分别采用物理共混法和原位乳液聚合法将不同空腔粒径和壳层厚度的常规中空Si02微球应用于聚丙烯酸酯皮革涂饰剂中，制备了聚丙烯酸酯／常规中空SiO：纳米复合皮革涂饰剂。结果表明，常规中空Si02微球可显著提升聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的透水汽性能。(3)采用PS微球为模板，以TEOS／乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为硅源，制备了介孔中空S

6、i02微球，考察了PS微球的粒径、TEOSⅣTES的配比及用量对其形貌的影响，并采用TEM、SEM、BET、FT-IR等对其结构进行表征。结果表明，所制备的介孔中空Si02微球形貌完美，结构规整，其壳层分布了大量的介孔结构。通过控制PS微球的粒径和TEOSNTES的配比和用量，实现了介孔中空Si02微球空腔粒径150nm～500nm、壳层厚度3～40nm、介孔大小2～13nm范围的可控制备。分别采用物理共混法和原位乳液聚合法将不同空腔粒径、不同壳层厚度及不同介孔大小的介孔中空Si02微球引入到聚丙烯酸酯皮革涂饰剂中，制备

7、了聚丙烯酸酯／介孔中空Si02纳米复合皮革涂饰剂。结果表明，介孔中空Si02微球的引入，可以显著提升聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的透水汽性能，且优于常规中空Si02微球。关键词：聚丙烯酸酯，透水汽性能，中空Si02微球，皮革涂饰剂，硬模板法IISYNTHESISANDAPPLICArrIoNoFPoLYACRYLATE／HoLLoWSILICACoPoSITELEATHERFINISHINGAGENTFoRLEATHERFINISHINGABSTRACTDuetothechemicalandlightstability,tran

8、sparencyandgoodfilm—formingproperties，theleatherfinishingagentactedbypolyacrylatefilmisthemostwidelyusedinleatherindustry．However,thewatervaporpermeabilityofpu