偶氮基团引发PMMA在纳米TiO2表面接枝聚合研究

采用表面接枝反应的方法,在纳米TiO2上接枝偶联剂KH-560,进而通过酯化反应引入偶氮基团引发甲基丙烯酸甲酯发生自由基聚合反应,并通过IR、SEM、TEM、DSC和TG等测试方法研究了反应条件对复合粒子结构和性能的影响.结果表明,反应约60 min时,TiO2表面的接枝率达42.9%;当搅拌速率为1.0×104 r/min时,TiO2均匀分散在PMMA基体中;TiO2粒子的加入使得PMMA的热稳定性有了明显提高.     

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.     

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 .     

纳米TiO2/高分子复合粒子的制备及表征

用水溶性的羟丙基纤维素(HPC)对纳米TiO2进行表面包覆,得到纳米TiO2/HPC粒子,再以硫酸铈铵[Ce(SO4)2·2(NH4)2SO4]作为引发剂,在纳米TiO2/HPC粒子表面进行HPC与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的接枝聚合,最终得到纳米TiO2/HPC-g-PMMA复合粒子,实现了纳米TiO2的有机化改性.用IR, TEM和TG对复合粒子进行了一系列的测试与表征.     

巯基-内酰胺引发活性自由基接枝聚合制备凹凸棒土/聚苯乙烯杂化粒子的研究

通过γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MTS)与凹凸棒土(ATP)表面上的羟基发生脱醇反应,制得表面巯基化的改性粒子ATP-MTS;基于“引发剂转移终止剂”(iniferter)原理,构建巯基-己内酰胺(thiol-caprolactam)双组份引发剂转移终止体系引发苯乙烯活性自由基接枝聚合,制得表面接枝聚苯乙烯的杂化粒子ATP-g-PS.通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、热失重分析(TGA)、高分辨率透射电镜(TEM)等方法对杂化粒子ATP-g-PS的结构、组成、形貌进行了表征.结果表明,巯基-己内酰胺双组份引发剂转移终止体系可有效实现苯乙烯的活性接枝聚合,聚苯乙烯成功接枝到改性粒子ATP-MTS表面;模拟实验表明聚合体系呈现活性聚合的特征,单体转化率和PS的分子量均随反应时间的增加而增大,TGA结果表明制得的杂化粒子表面PS接枝率为33.3％.     

表面引发接枝聚合法制备凹凸棒土/聚甲基丙烯酸甲酯杂化粒子的研究

将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)接枝到凹凸棒土(AT)表面,制得表面键合伯氨基的改性粒子AT-APTES;通过AT-APTES表面的伯氨基和过硫酸铵(APS)构成氧化-还原引发体系,采用无皂乳液法实现甲基丙烯酸甲酯(MMA)在AT表面接枝聚合,制得最高接枝率为29.4%的杂化粒子AT-g-PMMA;采用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)以及热失重分析(TGA)等方法对杂化粒子AT-g-PMMA进行了表征;研究了主要配方及工艺条件对表面引发接枝聚合接枝率的影响.结果表明,伯氨基-过硫酸铵引发体系可以有效引发MMA在AT表面接枝聚合,由于引发点位于AT表面,故接枝率较高.本研究体系适宜的温度为65℃,单体MMA用量为水质量的6%,APS用量为单体质量的1%,此工艺条件下可有效减小均聚反应对接枝聚合反应的影响.先接枝到AT表面的聚合物对后续的接枝聚合反应产生抑制作用,接枝率越高,抑制作用越大.     

细乳液聚合制备接枝纳米粒子及其在聚合物基体中的空间分布调控

采用细乳液聚合制备了不同接枝链长度和密度的聚苯乙烯接枝二氧化硅纳米复合粒子(Si O2-PS).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、示差扫描量热(DSC)、热失重(TGA)与凝胶渗透色谱仪(GPC)考察了Si O2-PS粒子接枝结构特征.采用TEM研究了接枝链聚合度(N)和接枝密度(σ)对Si O2-PS填充PS体系纳米粒子空间分布的影响规律.结果显示,N基本不变,σ越高,纳米粒子越易均匀分散;而接枝链过长易使长链相互缠结,起到反浸润作用,粒子聚集,不利于均匀分散.纳米粒子热力学稳定分散状态仅与N、σ有关,与粒径无关.通过调控N和σ可得到特定的纳米粒子分散形貌.对比考察了Si O2-PS填充聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)体系结果,揭示了接枝链与基体分子链相容性对纳米粒子空间分布的贡献.     

聚甲基丙烯酸甲酯/聚醋酸乙烯酯/纳米二氧化硅体系的相分离行为研究

研究了聚甲基丙烯酸甲酯/聚醋酸乙烯酯/纳米二氧化硅(PMMA/PVAc/silica)体系的相分离行为.通过傅里叶变换红外光谱和链缠结行为的研究发现PMMA和PVAc间存在较强的分子间相互作用,加入纳米二氧化硅导致2种聚合物在纳米粒子表面吸附,从而改变了分子间相互作用.体系中复杂的分子间相互作用以及纳米粒子-聚合物相互作用使得时温叠加严重失效,因此提出用归一化Cole-Cole图分析该体系的相分离过程.纳米粒子对不同组成体系相分离行为的影响不同,近临界组成中纳米粒子促进相分离并最终分布于两相界面,远临界组成中纳米粒子起成核作用并始终分布于海岛相中,这种由相分离机理决定的纳米粒子选择性分布为调控纳米粒子在聚合物中的组装结构提供了新的思路.     

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。     

纳米SiO_2/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备和力学性能

通过悬浮聚合的方法,用不同表面结构的纳米SiO2对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行原位改性,得到纳米SiO2/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料;利用红外光谱仪分析了复合材料的界面化学结构,利用热分析仪测定了其热稳定性,并采用冲击试验机测定了其力学性能.结果表明,不同表面结构的纳米SiO2均参与甲基丙烯酸甲酯的聚合反应,与PMMA基体之间形成化学键;而表面修饰有双键的纳米SiO2更易与甲基丙烯酸甲酯聚合,能更有效地提高PMMA的抗冲击性能.     

基于点击化学和活性自由基聚合方法制备双重响应金纳米粒子

采用点击化学和可逆加成断裂链转移活性自由基聚合方法制备了温度和pH双重响应的金纳米粒子. 通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)及热重分析(TGA)等方法对双重响应性金纳米粒子进行了表征. 该金纳米杂化粒子具有良好的分散性, 其表面接枝聚合物的密度约为0.6 Chain/nm2. 通过改变温度和pH条件, 考察了金纳米杂化粒子的可逆响应行为. 实验结果表明, 点击化学和可逆加成断裂链转移活性自由基聚合方法实现了金纳米粒子修饰的简单化、可控化以及功能化.     

结构可控的聚合物长短刷接枝纳米粒子

通过RAFT聚合制备了一系列窄分子量分布的聚(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)(PTEPM)-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)嵌段共聚物和PTEPM、PMMA低聚物.将具有不同PMMA分子量的2种PTEPM-b-PMMA共聚物与低聚物PMMA或PTEPM进行共组装(微相分离),形成片、柱、球等不同PTEPM相区结构.采用盐酸气氛处理,PTEPM相区水解交联形成倍半硅氧烷SiO1.5内核,分离纯化得到聚合物长短刷接枝纳米粒子.使用这种相分离-交联-分散制备方法,调节嵌段共聚物分子结构和三组分比例,可实现聚合物接枝纳米粒子内核形状和尺寸、接枝密度、长短刷比例、长刷长度的精确调控.这些纳米粒子是研究聚合物纳米复合材料结构-性能关系的理想模型体系.     

Fe_3O_4/SiO_2/PMMA磁性纳米粒子的制备及其磁性能

通过沉淀氧化法制得Fe3O4磁性粒子(1);通过Stber法用Si O2对Fe3O4进行表面改性制得Fe3O4/Si O2磁性纳米粒子(2);通过原子转移自由基聚合法将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝到2上,制得Fe3O4/Si O2/PMMA磁性高分子纳米粒子(3),其结构和磁性能经IR,扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),磁性分析(VSM)和热重分析(TGA)表征。结果表明,3的粒径小且磁性强,平均粒径约为220 nm,饱和磁化强度为44.3 emu·g-1,室温下具有超顺磁性。     

聚(苯乙烯-马来酸酐)/Fe3O4纳米杂化材料的制备与表征

采用2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧化物(TEMPO)的溴盐对化学共沉淀法制备的Fe3O4纳米粒子进行表面修饰,以该粒子为过氧引发剂,苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)为单体,采用"活性"/可控自由基聚合技术在粒子表面原位引发聚合,制备了聚(苯乙烯-马来酸酐)/Fe3O4纳米杂化材料,并对纳米Fe3O4及杂化材料进行了FT-IR、XRD、TGA、TEM和GPC表征。结果表明,所制备的纳米杂化材料的平均粒径约为70 nm,磁性粒子表面的聚合物分子链随着聚合时间的增长而增长。振动样品磁强计测试结果显示,在室温、外加磁场下,该纳米杂化材料呈现超顺磁性,饱和磁化强度随着包覆聚合物量的增加而降低。     

无机纳米材料表面引发自由基可控聚合反应

无机纳米-高分子杂化材料具有优异的性能及广阔的应用前景,引起人们的广泛关注.本文综述了无机纳米材料表面引发自由基可控聚合反应在合成无机-高分子纳米杂化材料方面的广泛应用,包括表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)、表面引发可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)、表面引发稳定氮氧自由基聚合(NMP). 着重总结了近几年来这类杂化材料在功能性研究上新的进展,并对今后研究的发展趋势进行了展望.     

PMMA/TiO_2-SnO_2有机无机杂化材料的制备及表征

以乙酰丙酮为偶联剂,应用溶胶-凝胶法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/TiO2-SnO2有机无机杂化材料。采用红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV)对PMMA/TiO2-SnO2进行表征,并测定其TG性质。结果表明:在聚合反应过程中,有机聚合物和无机组分之间通过共价键相连,并且该杂化材料具有良好的抗紫外光辐射性能和热稳定性能。     

可聚合的光引发转移终止剂合成接枝共聚物

采用一种可聚合的光引发转移终止剂 ,2 N ,N 二乙基二硫代氨基甲酰氧基乙酸 β 甲基丙烯酰氧基乙酯 (MAEDCA) ,通过两种途径制备了含有聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)和聚苯乙烯 (PSt)链段的接枝共聚物 .其一是将MAEDCA作为引发剂 ,在紫外光照射下引发MMA聚合 ,得到大分子单体 ,通过大分子单体与St的共聚合得到 .考察了所用大分子单体的分子量和浓度对共聚合的影响 .其二是将MAEDCA作为单体与MMA共聚得到侧链上含有N ,N 二乙基二硫代氨基甲酰氧基 (DC)基团的无规共聚物 ,P(MMA co MAEDCA) .在紫外光照射下 ,P(MMA co MAEDCA)作为大分子引发剂引发St聚合 ,得到P(MMA co MAEDCA) g PSt的共聚物 ,研究了接枝共聚合过程的活性自由基聚合特征     

纳米AgBr/PMMA光致变色杂化材料制备与表征

采用本体聚合法制备了纳米AgBr/PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光致变色杂化材料. XRD分析表明，纳米AgBr/PMMA杂化材料是无定形的. SEM分析表明， AgBr含量不同，杂化材料的断面形貌明显不同，随AgBr含量的增加，杂化材料由韧性断裂向脆性断裂转变. EDS面分析表明， Ag、Br元素在杂化材料中均匀分布.所制备的纳米AgBr/PMMA杂化材料具有一定的光致变色效应.     

用ATRP方法制备聚苯乙烯/纳米二氧化硅杂化粒子

采用过量的甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)对SiO₂纳米粒子表面进行修饰, 将原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂引入到SiO₂粒子表面合成大分子引发剂, 采用ATRP技术将聚苯乙烯(PS)大分子链接枝到SiO₂表面制备出以纳米二氧化硅为核, 聚苯乙烯为壳的PS/SiO₂杂化粒子. 利用红外光谱(FTIR)、核磁共振谱( NMR)、凝胶色谱(GPC)等实验手段对杂化粒子及表面接枝聚苯乙烯进行了表征分析.     

甲基丙烯酸丁酯在纳米TiO2表面的原位接枝

利用分子自组装技术,对纳米TiO2粒子表面组装上有机单分子层,使其带上不饱和基团C=C,在自组装单分子层表面原位引发甲基丙烯酸丁酯（BMA）单体聚合反应,使纳米TiO2表面形成化学键合的聚合物层,达到对纳米TiO2粒子改性的目的。讨论了不同反应条件对接枝聚合率的影响,通过FTIR、TG-DTA等分析手段,研究聚合改性物质的结构和改性后纳米TiO2粒子的分散稳定性。实验发现聚合改性后的纳米TiO2在有机相中有良好的分散性。