功能性无机／有机复合微粒子的合成与应用研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文功能性无机/有机复合微粒子的合成与应用研究姓名：李俊申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：王重辉20061101摘要本论文研究了超细二氧化硅(Si02)的表面改性技术，采用物理和化学方法合成出许多功能性无机／有机复合微粒子。这些复合微粒子具有许多优异的功能，如疏水性、抗菌性、光稳定性及在有机溶剂中的分散性，从而扩大了超细二氧化硅的用途与使用范围，开发出了具有高附加值的新产品。采用无机／有机复合体系使超细Si02表面实现功能化，依据所期望的不同功能，选择湿法或干法来改性Si02粒子，并依靠物理吸附或化学键合作用

2、使具有特定功能的有机成分包覆于Si02粒子表面，干燥后即可形成具有核一壳结构的功能性无机／有机复合微粒子。使用纳米级si02，可大大提高复合微粒子的性能。采用浸润法或喷雾法对亲水性si02进行表面包覆处理，使硬脂酸或硬脂醇通过含有适当反应活性基团的硅烷偶联剂的架桥作用与Si02表面发生化学反应，由此产生化学键合，致使疏水性有机成分在si02表面不脱落，可以得到具有优异疏水性能的无机／有机复合微粒子。1，2，2，6，6-五甲基4哌啶醇与酸酐在甲苯中进行反应生成含有酯基的三级胺盐，采用液／固两相界面反应法或W／O型乳液法使该胺盐在甲苯．乙醇混合

3、溶剂中与Si02粒子反应，通过共沸蒸馏及130℃真空干燥即可得到含有受阻胺构造的光稳定性复合微粒子。在Si02的水性分散液中合成抗菌性物质二氯海因(DCDMH)或二溴海因(DBDMn)，使其依靠物理或化学作用吸附在si02粒子表面，形成有机抗菌成分包覆无机载体，具有核一壳结构的抗菌性无机，有机复合微粒子。亲水si02用胺基类烷偶联剂改性后，分散在丙烯酸／甲基丙烯酸甲酯共聚物的甲苯溶液中，通过改性si02表面的胺基与共聚物的羧基发生液／固二相界面反应，再经过共沸蒸馏和130℃干燥，得到具有疏水功能的高分子型无机，有机复合微粒子。在si02的水

4、性分散液中，进行甲基丙烯酸甲酯的种子乳液聚合，在反应末期加入终止剂4．羟基．2，2，6，6-四甲基氧化哌啶醇(HTEMPo)，使高分子末端具有HTEMPO残基结构，得到反应性高分子型无机，有机复合微粒子。本文对功能性无机／有机复合微粒子的合成机理进行了探讨，通过FT-IR分析了其结构特征，并对微粒子的物化性能作了评价。本研究制备了复合微粒子与聚合物的共混物，并评价了其物理性能。关键词：无机／有机复合微粒子，疏水性，抗菌性，光稳定性，功能性AbstractThesu施∞modificationofulh'afinesilicawasinves

5、tigatedandmanyfunctionalinorganic／organiccompositeparticlesweresynthesizedbyphysicalandchemicalmethodsinthispaper．Becausethesecompositeparticleshavealotofexcellentbehaviorsuchashydrophobic,anti-bacteria,lightstabilityandabilitytodisperseinorganicmedium,theusesphereofsuperf

6、inesilicaWerebroadenedandnewproductswithhighvalueWeredevelopedinthisworks．Functionsalerealizedonthesin-faceofultrafinesilicain1heinorganic／organiccompositesystems．Accordingtothedifferentfunctionsexpected,wotmethodordrymethodisselectedtomodifythesilicaparticles，andspecialor

7、ganiccomponentwithfunctionalgroupisalsocoatedonthes3n-faceofsilicaparticlesrelying∞theformationofphysicaladsorptionorchemicalbond．Thefunctionalinorganic／organico帆npositeparticleshavecore-shellstructureafterthedryingprocessinthepreparation．Thesurfacepropertiesofthecomposite

8、particlesareimprovedgreatlywhenusingnanosilicaasstartingmaterials．Thesurfaceofhydrophilic