SiO2交联剂交联MMA聚合制备PMMA/SiO2纳米复合材料

用SiO2交联剂(SiO2HPA)交联甲基丙烯酸甲酯(MMA)自由基聚合制备PMMA SiO2纳米复合材料。采用两步法将可聚合乙烯基单体以化学键的形式键接到SiO2表面合成SiO2交联剂,首先利用过量的甲苯2,4二异氰酸酯(TDI)对SiO2纳米粒子表面进行化学修饰合成出表面带有高反应活性NCO基团的功能化SiO2粒子(SiO2TDI),SiO2TDI与丙烯酸羟丙酯(HPA)反应合成SiO2交联剂。系统研究了MMA单体与SiO2交联剂投料比及聚合时间对聚合反应的影响。此外,利用红外光谱(FT IR)、DSC、TGA、可见光光谱仪等实验手段对纳米复合材料进行了表征分析。结果表明,纳米SiO2粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点作用,复合材料玻璃化转变温度(Tg)明显地高于其纯PMMA的玻璃化转变温度,随着纳米SiO2粒子含量的增加,复合材料玻璃化温度升高,而透明度明显降低。     

纳米SiO_2粒子锚固偶氮引发剂及接枝聚甲基丙烯酸甲酯

对纳米SiO2 粒子锚固偶氮引发剂 ,进而引发甲基丙烯酸甲酯聚合而制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 纳米SiO2 复合粒子进行了研究 .纳米SiO2 先用环氧型硅烷偶联剂处理 ,再与偶氮二氰基戊酸发生缩合反应而锚固上偶氮引发剂 ,通过差示扫描量热和元素分析证明了引发剂在纳米SiO2 表面的锚固 .通过改性纳米SiO2 存在下MMA的乳液聚合 ,制备得到了接枝率为 2 3 2 %、接枝效率为 36 1%的PMMA 纳米SiO2 复合粒子 .经乳液聚合后 ,纳米SiO2 粒子团聚程度减小 ,在水相中分散稳定 .     

由铜-胺氧化还原引发反应一步法简便制备TiO_2表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯纳米杂化粒子

提出并验证了一种通过普通自由基聚合在纳米TiO2表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯的简单方法.通过在纳米TiO2粒子表面引入伯胺分子层(纳米TiO2-NH2粒子),利用Cu2+-胺氧化还原体系实现了CuSO4催化纳米TiO2-NH2粒子表面引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)的自由基接枝聚合,从而一步得到表面固定有聚甲基丙烯酸甲酯链的纳米TiO2杂化粒子(纳米TiO2-PMMA杂化粒子).红外光谱、热失重分析与电镜的结果都表明PMMA已经被接枝到纳米TiO2粒子表面,且接枝率随着聚合时间的延长而逐渐增大,PMMA链的引入有助于降低纳米TiO2粒子微球的团聚程度、增强与有机溶剂分子的范德华力,从而提高分散稳定性.反应溶液中没有游离均聚物形成.     

纳米SiO_2表面基团在MMA原位本体聚合中的阻缓聚作用

分别以3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)和辛基三甲氧基硅烷(OTMS)为活性和惰性硅烷的代表,对SiO2进行不同锚固密度的表面修饰,并以改性SiO2的甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体分散液为原料,通过原位本体聚合制得一系列SiO2含量不同的高分散性SiO2/PMMA复合材料.考察SiO2表面基团活性程度和SiO2含量对聚合反应动力学、基体聚合物分子量以及复合材料硬度的影响,探究修饰状态不同SiO2在本体自由基聚合中的作用机制.发现SiO2表面硅羟基及其锚固MPS的活性双键会对聚合反应起阻缓聚作用,进而会显著降低基体聚合物的分子量及复合材料的硬度.而惰性硅烷OTMS对SiO2表面的锚固则会消耗SiO2表面硅羟基、并屏蔽其影响,因而随着OTMS锚固密度的提高,基体分子量和复合材料硬度均会随之提高,特别是当表面修饰达到饱和状态时,SiO2的阻缓聚作用已可忽略.     

高分散性SiO2/PMMA复合材料的制备与表征——纳米SiO2在MMA中的分散

用硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)对分散于乙醇中的纳米SiO2进行偶联改性,再通过介质置换和原位本体聚合制得SiO2/甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体分散液和SiO2/PMMA复合材料.红外光谱分析(FTIR)和热重分析(TG)结合洗提实验考察了SiO2表面MPS的偶联率和偶联效率,透射电镜(TEM...     

反相微乳液模板原位聚合制备纳米氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯及其结构表征

用甲基丙烯酸甲酯(MMA)作油相,反相胶束微乳液作为模板,制备了纳米氯化银(AgCl)粒子,再进行原位聚合制备了纳米氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯(AgCl/PMMA)复合材料.透射电镜(TEM)分析表明,纳米AgCl的尺寸为20～80 nm.扫描电镜(SEM)测试表明纳米AgCl粒子均匀地存在于PMMA基材中.红外分析证明,胶束中水和表面活性剂AOT的羰基在MMA聚合后微观环境发生变化,纳米粒子同聚合物之间有吸附行为.动态力学(DMTA)分析复合材料,发现纳米AgCl粒子与聚合物之间存在强烈相互作用,形成了中间相层(interphase layer),改变了聚合物的动态力学性能.     

高分散性SiO2/PMMA复合材料的制备与表征——接枝与交联

以硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性SiO2/甲基丙烯酸甲酯(MMA)分散液为原料,通过原位本体聚合制得一系列具有不同SiO2含量和PMMA接枝率的高分散性SiO2/PMMA复合材料,索氏抽提分析复合材料的接枝和交联情况.发现抽提后体系中主要存在3部分物质:抽提液中含游离SiO2的PMMA溶液...     

铝纳米粒子表面引发聚合制备核壳纳米结构

利用硅烷偶联剂引发法制备核壳结构金属铝纳米粒子(Al NPs)@聚合物, 并研究了聚合反应时间和单体浓度对核壳结构尺寸的影响. 首先合成了硅烷偶联引发剂{2-溴-2-甲基-[3-(三甲氧基硅基)丙基]丙酰胺}, 并通过在甲苯中回流的方法, 将其锚定在金属铝纳米粒子表面. 然后, 在粒子表面引发甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合, 形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层. 通过核磁共振波谱仪(NMR)和傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR)证明了引发剂和PMMA的成功接枝. 透射电子显微镜(TEM)图像表明, PMMA改性后的金属铝纳米粒子的尺寸和形貌基本不变, 且被厚度约为15 nm聚合物壳层完整均匀地包覆. 此外, 利用动态光散射(DLS)进一步揭示了聚合时间和单体浓度对核壳结构水合直径(D_h)的影响, 发现延长聚合时间或增加单体浓度均可显著提高核壳结构尺寸.     

界面作用对PMMA/MCM-41/OMMT复合材料性能的影响

通过单体插层原位本体聚合的方法, 制备了多种不同含量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土/介孔分子筛(无模板剂)复合材料. 研究了不同结构填料与基体间的界面作用, 以及不同结构填料的比例变化对复合材料性能的影响. 研究结果表明: 有机蒙脱土(OMMT)与介孔分子筛MCM-41(无模板剂)共同作为填料, 与基体发生较强的界面效应, 形成新型网络复合结构, 两种粒子起到了协同增强作用|当有机蒙脱土(OMMT)/介孔分子筛(MCM-41)混合填料(比例为1∶1)含量为0.5%时, PMMA基纳米复合材料的拉伸强度达到最大值49.0 MPa, 比PMMA提高了15%|同时添加OMMT和MCM-41的PMMA基纳米复合材料的热稳定性高于单独添加OMMT或MCM-41的PMMA基复合材料.     

尼龙6/SiO_2纳米复合材料的制备及其力学性能和热稳定性

以表面含有氨基的可反应性纳米SiO2(RNS-A)和表面含有烷基碳链的可分散性纳米SiO2(DNS-3)作为填料,利用原位聚合法制备了尼龙6/SiO2纳米复合材料(相应的复合材料分别简记为RPA和DP3);采用透射电子显微镜观察了复合材料中纳米SiO2的表面形貌,并利用热失重分析仪测定了复合材料的热稳定性,进而考察了纳米SiO2表面功能基团对尼龙6力学性能和热稳定性的影响.结果显示,纳米SiO2能够很好地分散在尼龙6基体中,并使尼龙6的热分解温度提高10℃左右.与此同时,RPA的最大拉伸强度和冲击强度较纯尼龙6的分别提高34.5%和12.5%,DP3的最大拉伸强度和冲击强度分别提高18.2%和45.7%.这表明两种纳米SiO2均可以有效地提高尼龙6的力学性能和热稳定性;可以推测,纳米SiO2的增强效应与其在尼龙6基体材料中的分散和界面作用有关.     

PMMA/nano-SiO2纳米复合材料的制备和表征

PMMA/nano-SiO2纳米复合材料的制备和表征;二氧化硅;聚甲基丙烯酸甲酯;溶液聚合     

纳米碳/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的研究

采用脉冲激光轰击浸于流动液相中固体靶的方法,直接连续制备了纳米碳/PMMA的乙酸乙酯溶液,经浇膜法得到了纳米碳/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料.光谱分析表明复合体系中存在某种作用,导致该复合材料的玻璃化转变温度明显下降.透射电镜结果表明纳米碳可与聚甲基丙烯酸甲酯形成核/壳结构,使得纳米碳均匀分散于聚合物基体中.热分析结果表明纳米碳的加入对聚甲基丙烯酸甲酯的热分解性能没有显著影响.     

聚苯乙烯/Ag核壳结构纳米微粒的制备及表征

用种子乳液聚合法合成了聚苯乙烯（PS）/Ag复合纳米粒子,进一步利用分步聚合技术实现了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在微球表面功能化,分别用TEM、XRD、TG-DTA及FT-IR对其结构和形貌进行了表征,并考察了其摩擦学性能.结果表明,在所选择的实验条件下,合成了以Ag纳米微粒为核,PS、PMMA为壳层的核壳结构复合纳米微球,其中Ag纳米核平均粒径约12 nm,复合微球粒径约25 nm,颗粒较均匀并且在有机溶剂中有良好的分散性,作为润滑油添加剂,具有良好的抗磨性能.     

高分散性SiO2/PMMA复合材料的制备与表征——SiO2在纤维内的分散

将复杂接枝(接枝率为1540.3％)、简单接枝(接枝率为484.4％)和未接枝3种具有不同接枝交联结构的SiO2/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料作为无机预分散母料,通过与PMMA树脂的溶液共混,制得一系列PMMA/SiO2/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)高分子溶液,再将其应用于静电纺丝制备相应的电纺复合纤维.发现,只有简单接枝复合材料所制共混高分子溶液具有较好的可纺性,且通过纺丝工艺和配方的改变,即可较方便地调控电纺纤维的尺寸和SiO2含量.进一步通过粒度分析(DLS)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)考察SiO2在高分子溶液和电纺复合纤维内的分散状态;通过超声水洗、氢氟酸刻蚀并结合马弗炉锻烧实验,定量评估SiO2在电纺复合纤维体系各部分中的分布情况.结果表明,通过上述简单过程,即可较方便地实现绝大部分简单接枝SiO2在PMMA/DMF高分子溶液和PMMA电纺纤维内初级粒子形式的高度均匀稳定分散.     

纳米二氧化硅表面接枝9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物以及对聚甲基丙烯酸甲酯复合材料阻燃性能和透明性的影响

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种重要的透明高分子材料,但是PMMA的易燃性限制了其应用。 本工作在纳米二氧化硅表面接枝含磷阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO),并用于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的改性。 极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热(CCT)测试结果表明,制备的PMMA复合材料的阻燃性能大幅度提高,这主要归因于纳米粒子和含磷阻燃剂的协同阻燃作用,形成致密的炭保护层结构。 同时,二氧化硅接枝DOPO的加入可以保持PMMA良好的透明性,这有利于材料在光学透明性要求较高的领域的应用。     

以PEO-b-PAN嵌段共聚物胶束作模板合成SiO_2-C纳米复合材料

通过阴离子聚合和活性自由基聚合相结合的方法,合成了聚环氧乙烷-聚丙烯腈两亲性嵌段共聚物(PEO-b-PAN).PEO-b-PAN嵌段共聚物在水溶液中自组装形成胶束正硅酸乙酯以胶束作模板进行溶胶-凝胶过程,形成SiO2/PEO-b-PAN复合材料.随后经300℃预氧化,1000℃高温炭化,得到SiO2-C纳米复合材料.用1HNMR、IR、GPC、TGA、TEM、SEM等技术对嵌段共聚物及SiO2-C纳米复合材料进行了表征,结果表明SiO2-C复合材料的结构为SiO2为壳C为核的纳米粒子,粒子的直径为(55±5)nm.     

层离型PMMA/镁铁双氢氧化物纳米复合材料的热降解研究

通过原位聚合方法制备了以非水溶性聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)为基体,与MgFe双氢氧化物(LDH)具有良好相容性的层离型纳米复合材料.采用小角、广角X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对纳米复合材料的微观结构进行了分析,通过热重分析(TG)和玻璃化转变研究了纳米复合材料在空气和氮气氛围下的热降解过程.实验结果表明,MgFe-LDH的引入显著提高了聚合物基体的热降解温度和玻璃化转变温度,纳米复合材料的热稳定性显著提高.其中含量1.6 wt%的层离型纳米复合材料在失重50%时的热降解温度比纯样提高约69℃.并且整个纳米复合体系的相容性良好,含量8.0 wt%的样品,其可见光透过率仍可达90%以上.     

甲基丙烯酸甲酯/纳米SiO_2粒子分散液的细乳化和细乳液聚合

对包含纳米SiO2粒子的甲基丙烯酸甲酯(MMA)的细乳化和细乳液聚合行为进行了研究.发现在超声细乳化过程中,90%以上的分散于MMA相的纳米SiO2粒子将从油相逃逸到水相.采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(MPS)偶联剂处理SiO2粒子,可以增加其表面亲油性,抑止这种逃逸,经测定几乎全部SiO2粒子在超声细乳化后仍稳定停留在细乳化亚微液滴中.通过进一步细乳液聚合,得到了分散稳定、界面清晰的包裹有纳米SiO2粒子的聚甲基丙烯酸甲酯复合粒子乳液.     

不同结构颗粒对PMMA基复合材料性能影响

采用原位本体聚合法制备PMMA/MCM-41(with template),PMMA/SBA-15(with template),PMMA/SiO2三种复合材料.研究了介孔分子筛MCM-41,SBA-15和SiO2对PMMA复合材料拉伸强度,冲击强度,热稳定性的影响.由于合成介孔分子筛MCM-41,SBA-15时所用的模板剂CTAB和P123分布于孔口处和颗粒表面上,分别与PMMA基体产生物理缠结作用,增加了两者的相容性;且P123(EO20PO70EO20)表面有较大的PO/EO比率,与小分子量的CTAB相比有较强的疏水性,使得PMMA/SBA-15(with template)复合材料的性能要优于PMMA/MCM-41(with template).     

PMMA纳米球的制备及其银膜包覆技术

采用无皂乳液聚合法制备了单分散、直径为170 nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球, 然后利用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MATS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)对PMMA纳米球进行表面改性, 在其表面包覆一层均匀的巯基, 通过巯基与银离子之间的相互作用, 使银在PMMA纳米球表面成核长大, 从而合成PMMA/Ag纳米球壳粒子. 通过扫描电子显微镜、投射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱测试技术对产物性能进行了表征, 研究结果表明, 制备的PMMA/Ag纳米球壳粒子的分散性好、包覆均匀.