有機硅-聚合物復(fù)合乳液的合成及性能研究.pdf

1、由于兼具有機硅和聚合物材料的優(yōu)異性能，有機硅/聚合物復(fù)合材料越來越引起研究者們的青睞。將有機硅組分引入到聚合物乳液合成中，所制備的具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的聚合物膠乳，在高性能水性涂料、環(huán)保型功能涂料等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。本論文首先通過偶聯(lián)劑體系設(shè)計和聚合方法設(shè)計，以分步乳液聚合工藝實現(xiàn)了具有高硅含量的聚二甲基硅氧烷(PDMS)/聚丙烯酸酯(PA)乳液合成，并探索了其在建筑涂料制備中的應(yīng)用;其次，以溶膠凝膠法制備了可聚合雙鍵修飾的聚倍半硅氧烷(P

2、SQ)熒光納米粒子，并將其引入乳液聚合，制備得到了具有光致發(fā)光性能的PSQ/聚苯乙烯(PS)、PS/PSQ兩類核殼結(jié)構(gòu)熒光乳膠粒子;最后，將Ps/PSQ與PSQ/PS復(fù)合乳液分別與少量PDMS乳液共混成膜，制備兼具有光致發(fā)光性能和疏水表面的聚合物涂層。本文主要內(nèi)容如下:
　　1、制備了粒徑小、轉(zhuǎn)化率高且硅含量高的建筑涂料用硅-丙乳液:
　　以八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)為有機硅單體，選用帶有可聚合不飽和雙鍵的三烷氧基硅烷和二烷氧

3、基硅烷構(gòu)建反應(yīng)性偶聯(lián)劑體系，以十二烷基苯磺酸(DBSA)作為乳化/催化劑，并選用陰離子乳化劑與非離子乳化劑與其進行復(fù)配，在乳液條件下開環(huán)聚合制備PDMS乳液;以該乳液為種子，加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)，丙烯酸正丁酯(BA)和α-甲基丙烯酸(MAA)，以過硫酸銨[(NH4)2S2O8]為引發(fā)劑引發(fā)乳液聚合，制備PDMS/PA復(fù)合乳液;系統(tǒng)研究了PDMS種子乳液和復(fù)合乳液合成條件（時間、加料方式等）、乳化/催化劑組成與用量、偶聯(lián)劑體系構(gòu)成

4、以及PDMS含量對復(fù)合乳液的粒徑、轉(zhuǎn)化率、穩(wěn)定性以及乳膠膜的耐水性、耐熱性、機械強度等影響。通過對反應(yīng)條件的優(yōu)化，制備出的硅-丙復(fù)合乳液，乳液粒徑在100 nm左右，粒徑可控，無漂油且轉(zhuǎn)化率較高;分別用有機硅含量不同的硅丙乳液作為原料配制建筑涂料，對涂料的各項性能進行了對比與分析，乳膠漆具有優(yōu)異的附著力與耐水性能，接觸角可以達到116°(60wt％ PDMS)，相比于純丙體系，漆膜疏水性顯著提高。
　　2、制備了有機硅熒光溶膠粒子

5、;
　　以分別含有氨基、可聚合雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑與正硅酸乙酯作為共聚前驅(qū)體，用溶膠凝膠法制備了熒光溶膠粒子PSQ，考察了pH、單體種類、用量等條件對溶膠粒徑與光致發(fā)光性能的影響，并通過合成參數(shù)調(diào)整，實現(xiàn)對其粒徑的控制，其可控范圍在20 nm～500 nm之間;以小粒徑(＜100nm)PSQ溶膠為Pickering乳化劑，用Pickering乳液聚合法合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的PS/PSQ熒光復(fù)合粒子;以大粒徑(＞200 nm)pSQ溶膠為

6、種子，用種子乳液聚合法制備了核殼結(jié)構(gòu)的PSQ/PS熒光復(fù)合粒子;通過透射電鏡(TEM)、表面能譜(EDS)、熒光發(fā)射光譜(PL)、激光共聚焦顯微鏡(LSCM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等，對粒子形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及光致發(fā)光性能進行表征;系統(tǒng)研究了乳液pH值、（助）乳化劑種類與用量、引發(fā)劑種類與用量、溶膠用量、反應(yīng)工藝等因素對復(fù)合粒子形態(tài)與其光致發(fā)光性能的影響。
　　3、制備了兼具熒光性能和表面疏水性能的功能涂層材料:
　　通