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.     

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 .     

直链型双官能度引发剂2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷(DMDEHPH)引发苯乙烯聚合实验与仿真研究

从基于聚合机理的基元反应和物料衡算出发, 考虑聚合过程中的体积收缩和热引发, 详细推导了直链型双官能度引发剂引发苯乙烯聚合的动力学模型, 考虑凝胶、玻璃化和笼蔽效应等对各速率常数和物性参数的影响, 利用基于自由体积理论的扩散控制速率参数和矩方法求解各物种浓度、聚合速率、分子量及多分散度的表达式. 利用模型计算了不同温度和引发剂[2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷(DMDEHPH)]浓度下的转化率、分子量和多分散度, 均与实验结果相符. 模型还可计算各自由基、含过氧键和双端终止聚合物浓度, 结果表明浓度对转化率曲线中均有一峰值, 双自由基浓度比单自由基浓度低几个数量级, 不同聚合物浓度则仅差几倍. 不同引发剂浓度下同物种浓度曲线无交点, 且引发剂浓度越大物种浓度越高; 不同温度下的曲线有交点, 凝胶效应阶段温度越低浓度越大, 凝胶效应之前和之后则温度越低浓度越小.     

高分散性SiO_2/PMMA复合材料的制备与表征——稀释分散性

以高无机含量SiO2/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝复合材料为预分散母料,与PMMA树脂进行熔融共混,制得低无机含量的SiO2/PMMA复合材料.通过切片透射电镜(TEM)观察熔融共混过程中预分散母料内堆积SiO2粒子分散状态的演化.发现预分散母料接枝状态对其影响最为显著,不经接枝修饰的SiO2粒子经熔融共混后,不可避免地会在熔体中产生大量亚微米级的立体团聚体;复杂接枝预分散母料内构成以SiO2粒子为交联点的立体交联结构,其中的堆积SiO2粒子不能在剪切场中得到有效解离和释放;只有在使用简单接枝预分散母料时,基体高分子链才能不断地渗透扩散进入预分散母料内,而预分散母料可被不断地溶胀和撕裂,因而其中的堆积SiO2才可不断地向基体相迁移和扩散,并最终在整个复合材料内实现初级粒子形式的高度均匀稳定分散.     

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...     

纳米SiO_2粒子表面静电吸附引发剂的活性研究

引发剂2,2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物(AIBA)可通过静电作用而高效稳定地吸附到在弱碱性水相中均匀稳定分散的纳米SiO2粒子表面.对这些吸附引发剂的热分解行为、在纳米SiO2粒子表面原位引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)乳液聚合的动力学和纳米SiO2粒子表面的聚合锚固情况进行了研究.发现非吸附和吸附引发剂的热分解活化能分别为148.5kJ/mol和124.5kJ/mol,70℃时半衰期分别为12.6h和5.2h,说明在相同状态下静电吸附引发剂具有比非吸附引发剂更高的活性,因而在原位乳液聚合中表现出比常规乳液聚合更短的诱导期和更高的聚合速率.更关键的是,具有较高活性的吸附引发剂高效稳定地吸附在SiO2粒子表面,可以使聚合反应总是优先发生于纳米SiO2粒子表面,从而可以更好地促进单体在纳米SiO2粒子表面的锚固,最终有效提高无机/有机相间的复合程度.     

壳聚糖大分子链的形态调控及其在微悬浮聚合中的分散稳定作用

以易去除可回用的壳聚糖(CS)为分散剂,通过微悬浮聚合制备微米级的软硬质聚合物胶粒.考察不同酸碱度下水相介质中CS大分子链的质子化程度、亲疏水性和形态结构,及其对油水界面处CS存在形态的影响,进而评估其对剪切均质化所制单体液滴的分散稳定作用.发现通过调节体系pH值可较容易地控制CS大分子链的质子化程度、亲疏水性以及在单体液滴表面的吸附效率和铺展程度,进而可在弱酸性环境下调控微悬浮聚合体系中CS的分散能力和稳定效果.特别是当pH值在6.0左右时,CS大分子链质子化程度和亲疏水性适中,链内易形成具有一定内聚密度的高分子链收缩构象、链间易形成由多根CS链缠结而成的疏松聚集状态.在此状态下的CS链对苯丙单体液滴具有较强的分散能力和稳定作用,因而通过微悬浮聚合可制得形态结构规整、分散状态良好的聚合物粒子.进一步与微悬浮聚合常用的无机粉末类和高分子类分散剂进行应用效果比较,发现CS具有形态调控性好、分散稳定效率高、易去除能回用、特别适合制备软质微米胶粒等优点,是一种有别于无机粉末类和高分子类分散剂的新型微悬浮聚合分散剂.     

聚硅氧烷/钛溶胶光催化复合膜的制备与表征

在锐钛型钛溶胶颗粒或粉体TiO2存在下,进行端乙烯基硅油与含氢硅油的原位硅氢加成反应,制得聚硅氧烷/TiO2复合膜,实现TiO2在立体交联膜中的分散及与聚硅氧烷基体的有效复合.通过红外分析、电镜观察、拉伸实验和紫外-可见光透过测试,对聚硅氧烷的组成和交联结构、复合膜的形态结构及其拉伸和光学性能进行表征和分析.发现原料硅油的扩链处理和SiO2的补强作用有助于提高反应的过程稳定性及复合膜的拉伸性能.亲水性的粉体TiO2在成膜过程中易发生进一步的大规模团聚,这在膜表面构筑微纳结构的同时会劣化膜材的力学、光学性能.溶胶-凝胶法自制钛溶胶颗粒表面残留有部分未脱除的有机基团,这使其具有一定的亲油性和较好的有机相容性,因而钛溶胶颗粒可在有机介质和聚硅氧烷膜中达到初级粒子形式的均匀稳定分散.上述形态结构,可使相应复合膜具有更佳的拉伸性能和紫外屏蔽/可见光透过性能,并有望在保持复合膜高耐老化性的同时具有高效的光催化性能.     

有机颜料酞菁蓝微胶囊的原位微悬浮法制备及其表征

通过简单的超声分散及强力剪切将滤饼中的有机颜料颗粒以初级粒子形式均匀稳定地分散到单体分散液和微悬浮液中的单体小液滴内,经有机颜料单体分散液的预聚处理和原位微悬浮聚合制备得到一系列具有高颜料包裹率和窄粒径分布特点的微米级聚合物胶粒.实验观察和粒径分析DLS证明,预聚处理可明显提高微悬浮体系中单体液滴相的黏度,因而可有效改...     

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.