不同丙烯酸酯单体合成的阳离子纳米球在纤维素纤维上的吸附

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1、3．3．1pH对纳米球稳定性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．203．3．2电解质浓度对纳米球稳定性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．213．4纳米球浓度与PVSK消耗量之间的线性关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．223．5阳离子纳米球在天竹纤维上的吸附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．243．5．1阳离子纳米球在天竹纤维上的吸附速率曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．243．5，2pH对阳离子纳米球在天竹纤维上吸附的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．5．3电解质浓度对阳离子纳米球在天竹纤维上吸附的影响⋯⋯⋯．．273．5．4阳离子纳米球在天竹纤维

2、上的吸附等温线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．273．5．5阳离子纳米球在天竹纤维上的吸附模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．293．5．6纤维表面电荷对纳米球在天竹纤维上吸附的影响⋯⋯⋯⋯⋯．．303．5．7阳离子纳米球在天竹纤维上吸附的热力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．323．5．8阳离子纳米球在天竹纤维表面上的吸附状态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．343．6阳离子纳米球在棉织物上的吸附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．353．6．1纳米球的浓度与分散液浊度的线性关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．353．6．2阳离子纳米球在棉织物上的吸附速率曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3

3、73．6．3阳离子纳米球在棉织物上的吸附等温线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．383．6．4阳离子纳米球在棉织物上的吸附模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．383．6．5阳离子纳米球在棉织物上的吸附状态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．39第四章结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43攻读学位期间的研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一50学位论文独创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5l学位论文知识产权权属声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51第一章前言1．1粒子在固体表面的吸附弟一早日U茜一些具有特殊性能的粒子可通过不同的途径设计和制备，这些粒子可以是聚合物胶体粒子也可以是无机粒子，可以是微米尺寸也可以是纳米尺寸，可以是阳离子型也可以是阴离子型。这些粒子可以通过多种相互作用而在固体的表面吸附或者沉积。当然，固体表面也是多种多样的，其中研究最多的是纤维、硅片⋯、玻璃【21、云母【3。J、矿石【8J等等。不同的表面，其粗糙程度、带电情况、形状结构都不相

5、同，故粒子在这些表面的吸附吸附过程也千差万别，并且吸附后粒子在固体表面的状态也不尽相同。通过控制吸附过程，可以使得粒子在固体表面呈现单粒子层分布，这种方法在一些纳米材料或者微米级的结构材料中应用广泛。研究粒子在固体表面的吸附或沉积具有重要的理论和实用价值，它涉及到很多领域，例如，纺织、过滤与分离、造纸、功能材料的制备、静电复印、色谱分析、胶体科学、生物物理学、医学、石油化学等。一些金属粒子被开发成一种窄带光学过滤器，可以用作光学开关、光子带隙材料、导电和其他光电和光磁设备【9J。再者，通过对一些生物粒子吸附或者沉积的控

6、制，例如，利用蛋白质在不同的表面的吸附可以应用于高效色谱法分离和净化，过滤，生物反应器，免疫分析等多个领域【lo，¨】。1．2纳米球在纤维上的吸附具有一些特殊的性能的功能纺织品，例如抗菌、阻燃、抗紫外线、拒水、拒油、杀虫等等，可以通过特殊粒子在织物表面的吸附来实现【12】，例如，纳米尺寸的银粒子在纤维表面上吸附能够赋予织物一定的导电性和抗菌性【13】，含有硅的纳米球在纤维上沉积可赋予纤维拒水性【141。1．2．1阳离子纳米球纳米球，是一种颗粒尺寸在1．100nm之间的球形粒子。由于其尺寸很小和比表面积较大而容易团聚以减

7、小表面自由能，所以容易失稳而聚沉。聚合物纳米球将常采用乳液聚合的方法制备。采用不同的乳化剂和引发剂或者采用不同的加料方式，可以制备不同性质的纳米球。若采用阳(阴)离子的乳化剂和引发剂，阳(阴)离子纳米球表面为阳(阴)离子基团，从而会吸附一定数量的负离子，在其表面形成l青岛大学硕士学位论文双电层，但是整个阳(阴)离子纳米球呈阳(阴)离子性，即为阳(阴)离子纳米球。相比较于阴离子乳液聚合，关于阳离子胶体粒子的研究较少，并且研究远远滞后于工业的发展【15】。由于阳离子纳米球的稳定性更容易受到水质因素的影响，故在实际应用过程中

8、受到诸多限制，目前克服这种缺点的一种非常简单有效的方法就是在乳液聚合中采用可聚合型的阳离子乳化剂【16】。传统的乳化剂则只是通过氢键或者分子间疏水作用力吸附在纳米球表面，而可聚合乳化剂分子可以通过共价键的结合而被牢牢的固定在胶体纳米球的表面，大大的提高了胶体粒子的稳定性【l7'18】。1．2．2纤维素纤维纤维素纤维大致可以分为两类