经可逆加成—断裂链转移聚合过程制备水分散二氧化钛/聚氨酯纳米复合材料

作     者：车祥臣 

作者单位：延边大学 

学位级别：硕士

导师姓名：金玉子

授予年度：2010年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：聚氨酯乳液 纳米二氧化钛 活性聚合 可逆加成断裂链转移过程 

摘      要：聚氨酯(PU)材料是人们所广泛应用的高分子材料之一。相对于传统的高分子材料,聚氨酯材料具有性能独特和使用范围广等优点。同时聚氨酯具有耐磨性和耐化学品稳定性,作为新型的功能材料,聚氨酯水性乳液材料已广泛应用于涂料行业,皮革涂饰行业以及胶黏剂行业等。 本论文以螯合二氧化钛的三硫酯作为可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂,用偶氮二异丁氰作为引发剂,经由RAFT过程,原位乳液聚合聚氨酯大分子单体(PUM),合成了纳米TiO2改性聚氨酯的TiO2/PU复合材料。设计合成链中接枝COO-基团的PUM的方法,通过其自乳化和乳液聚合得到了具有储藏稳定性的TiO2/PU复合乳液。当引发剂与RAFT试剂螯合TiO2的RAFT的摩尔比由1:3提高到1:10后,复合材料的多分散度下降到1.06,相比PUM(2.15)明显降低,验证了本研究大分子单体合成方法具备活性聚合特征;用电子扫描显微镜观察TiO2/PU显示了2-(butylthiocarbonothioylthio)propanoic acid (BCSPA)改性Ti02纳米粒子在聚合物中具有良好的分散性,得到的TiO2/PU纳米复合材料膜的拉伸强度比未分散TiO2-BCSPA的聚氨酯增强;TiO2/PU乳液稳定储存3个月无明显沉淀,并且颗粒粒度分布变化较小。 本研究提出的合成路线将为含氧无机粒子复合高分子材料的合成提供实用参考路线。