纳米SiO2粉体/聚丙烯酸酯复合乳液的制备及性能研究

作     者：方小兵 

作者单位：浙江理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡国樑

授予年度：2010年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：乳液聚合 粉体分散 丙烯酸酯乳液 纳米改性剂 

摘      要：聚丙烯酸酯乳液是一种绿色环保型聚合乳液,它是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它单体共聚制成的树脂。聚丙烯酸酯具有优良的耐候性和成膜性,同织物的粘接性能好,且成本较低,但是聚丙烯酸酯乳液成膜后硬度低、热稳定性差,涂膜容易返粘。由于纳米粉体具有独特的性能,引入乳液体系中可显著提高乳液的刚性、硬度、强度、热稳定性、耐腐蚀性等,本文采用了纳米SiO粉体对乳液进行改性,制备了纳米粉体聚丙烯酸酯复合乳液。 考虑到纳米粉体表面极性大,表面能高,容易吸附而发生团聚,形成二次粒子,使其粒径变大而最终失去纳米粒子所具有的特殊功能。论文首先就纳米粉体的分散问题进行了讨论,详细叙述了粉体分散的机理和分散方法;其次对纳米粉体、单体、乳化剂、引发剂、分散介质等一些成分的类型和用量进行了合理选择,优化合成工艺,探讨了核壳比对乳液性能的影响,并且在乳液聚合过程中,通过添加纳米粉体对乳液进行改性处理,主要研究了不同纳米粉体配比对乳液性能及涂层玻璃纤维布耐碱性能的影响;最后利用复合乳液对玻纤布进行了涂层处理,研究了复合乳液的综合性能。 研究结果表明:纳米SiO粉体能够很好的和乳液进行复合,形成稳定的聚丙烯酸酯复合乳液。添加占纳米SiO粉体重量1%的分散剂OP-10和表面改性剂硅烷偶联剂（kh-550）,并采用机械搅拌加超声分散相结合的方法可以有效改善纳米粉体的团聚现象。当反应温度为78℃、核/壳比为7/10、核层单体（MMA/VAC/BA）比为1/2/7、壳层单体比为7/2/1、纳米SiO粉体用量为4‰、乳化剂用量为4%、引发剂用量为1.1%、缓冲剂用量为0.3%,去离子水用量为140%时能形成性质稳定的复合乳液,当纳米SiO粉体用量为4‰时,丙烯酸酯乳液的固含量、粘度、稳定性,乳液粒径分布和乳液粘接力等都比较理想。