水性聚倍半硅氧烷/丙烯酸酯有机无机杂化乳液的制备与性能研究

来源 :杭州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:TT_sky
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
丙烯酸酯聚合物乳液具有优异的成膜性,在本性涂料、粘合剂等领域广泛应用,但其涂膜存在硬度低和耐水、耐溶剂差等缺点。在丙烯酸酯聚合物乳液中引入无机或具有无机结构的纳米粒子,可结合有机部分和无机部分独特的化学和物理性质,有望改善上述缺点。目前,开展有机无机丙烯酸酯乳液研究已成为一个重要的发展方向。  无机SiO2粒子常用于制备有机无机杂化乳液,引入方法有共混、原位聚合等方法,但制备过程中存在纳米颗粒易团聚、杂化乳液成膜过程中易发生相分离等现象,导致涂膜性能差等问题。本文制备了一种含有功能化基团的无机结构聚倍半硅氧烷粒子,在此基础上制备了聚倍半硅氧烷/聚丙烯酸酯乳液(PSQ/PA),并对其结构和性能进行表征。最后,在PSQ/PA制备基础上,引入纳米SiO2溶胶,制得了具有高硅含量的有机无机杂化乳液,对其性能进行了表征。  首先,以甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)为前驱体,采用溶胶凝胶法制备了具有无机结构的功能化PSQ纳米粒子。通过考察溶胶凝胶过程中前驱体浓度、乳化剂、催化剂、反应温度等因素对反应稳定性和PSQ粒子粒径及其分布的影响,实现其粒径的调控。采用傅立叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)等分析表明,制备的PSQ颗粒具有较窄的粒径分布,制备过程稳定性良好。  其次,以PSQ纳米粒子为核,采用半连续种子乳液聚合法,制备了具有核壳粒子结构的PSQ/PA有机无机聚合物乳液,并进行表征。为考察功能化PSQ纳米粒子在制备有机无机聚合物乳液无需进行表面改性的优势,以无机siO2粒子为核出发制备二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液(SiO2/PA),对PSQ/PA和SiO2-PA两种乳液粒子及其涂膜性能进行分析表征。结果发现,与SiO2出发制备杂化乳液相比,PSQ/PA乳液纳米粒子粒径分布较窄,SiO2/PA乳液粒子呈双峰分布;PSQ/PA涂膜在透光率、成膜性能以及热稳定性方面比SiO2/PA都要好,这些都归于PSQ粒子与PA化学键合,而SiO2/PA涂膜中,SiO2与PA之间作用力弱,容易发生相分离。  最后,在制备的PSQ/PA乳液基础上,引入MPS,考察MPS添加量对乳液聚合稳定性及涂膜耐水等性能的影响。将硅溶胶(30wt%)与制得的PSQ/PA乳液直接共混,在共溶剂作用下制备高硅含量PSQ/PAS有机无机杂化乳液,并制成涂膜。考察了硅溶胶含量对杂化乳液涂膜硬性能的影响,结果表明:涂膜硬度和热稳定性随着硅溶胶含量增加而增加,但涂膜透明度则略有下降,杂化乳液涂膜的综合性能在硅溶胶含量为50%时达到最佳,PSQ/PAS涂膜无机硅含量高达30%,涂膜硬度达到6H,透光率达到90%以上。杂化乳液涂膜良好的性能原因是:硅溶胶粒子表面羟基与PSQ/PA壳层引入MPS水解后形成的羟基发生了缩合,进一步增强了PSQ/PA和无机SiO2粒子间的界面作用,极大地消除了杂化乳液成膜过程中相分离,使杂化乳液涂膜具有更优异的综合性能。
其他文献
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
氮杂环化合物在农药、医药、生命科学等领域占有非常重要的地位,而含三氮唑的D-A-D-A型不对称共轭四联氮杂环有机分子尤其具有独特的光学性能,在作为光学材料方面的应用价值不可估量,这就要求化学家们能够合成出多种多样的共轭有机分子,为其应用价值的探索提供必要的基础。本课题主要通过Sonogashira偶联反应和Huisgen-1,3-偶极环加成反应(CuAAC)设计合成了一系列D-A-D-A型不对称共
The adsorption energy, electronic structure, density of states, and electron population for adsorption of HCHO on the hexagonal WO3(h-WO3)(001) surfaces were in
能源资源的枯竭和自然环境的恶化是现代社会面临的两个最紧迫的问题。半导体光催化技术是一种绿色氧化技术,已经被人们广泛地应用到太阳能的能量转换和有机污染物的降解方面。
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
锂离子电池是高效的能量储存和转换设备,具有高的能量密度和长循环寿命,在手机、笔记本电脑等便携式电子设备中应用广泛。随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等新兴领域的应用,其性能已难以满足需求。隔膜是锂离子电池的关键组件,直接影响电池的安全性,功率密度等。聚烯烃隔膜具有电化学稳定性好,机械强度高等特点,在锂离子电池隔膜市场占据主导地位。但是,传统的聚烯烃隔膜存在电解液浸润性差,离子电导率和锂离子迁移数低
喹喔啉类衍生物因其独特的杂环结构使而具有一定的生物活性,在农药、饲料、抗菌和发光材料等领域有着广泛的应用。也可作为有机配体与许多金属离子自组装而形成结构新颖,功能独
银纳米粒子不仅具有纳米材料所特有的性质,还具有独特的光学、电学、催化、抗菌及超导等其他金属不具备的性质。因此,纳米银以及银基复合纳米材料在表面增强光谱学、光电器件、
近年来,异质结有机光伏电池的器件性能不断优化、效率快速提升、关注度也不断增加,但是距离商业化还有一定差距。其中给受体材料是关键,它们的设计、合成和相互匹配一直在器件光电转换效率中发挥至关重要的作用。富勒烯及其衍生物作为光伏受体材料被广泛研究,但是由于其吸收光谱范围较窄、摩尔消光系数小、化学修饰单一、不易制备纯化等原因,极大的限制了有机光伏器件效率的提升,也成为异质结有机光伏电池发展的瓶颈。非富勒烯