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纳米粒子在化妆品、功能纤维、高档油漆、涂料、橡胶、塑料和医药等领域均有重要应用,在耐水、耐久性和耐沾污饰面涂料以及多功能膜材料领域具有广泛的应用前景。少量纳米粒子可明显提高填充材料的耐候性、力学性能、耐磨性、抗菌性和光催化活性等。纳米粒子填充高分子的结构与性能关系是纳米材料科学的研究前沿和热点。本论文采用常规乳液聚合法和细乳液聚合法制备聚苯乙烯(PS)包覆二氧化硅(Si02)核壳复合粒子(SiO2@PS),详细研究两种SiO2@PS粒子制备方法对粒子结构和形貌的影响。采用稳态和动态流变方法,结合透射电镜、扫描电镜、热分析等测试手段系统研究Si02和SiO2@PS粒子填充聚合物溶液和熔体流变行为,以期建立起粒子分散状态与流变行为的关联性,揭示粒子填充体系的粘弹性本质。对比两种聚合方法所制备的核@壳复合粒子可知,常规乳液聚合法所制备粒子的粒径很大,分散度宽,形成的是微米级多核核@壳结构,且形貌特征无法控制。细乳液聚合法可获得纳米级核@壳粒子,改变条件能够有效控制粒子形貌特征,制备出粒径均一,包覆较好的纳米级复合粒子。研究获得最佳制备方案为0.225wt%十二烷基硫酸钠(SDS)、5wt%正十六烷(HD)、反应温度80℃。比较了未改性Si02、硅烷改性Si02和SiO2@PS粒子在10wt%PS溶液中的悬浮稳定性和流变行为,发现未改性Si02、硅烷改性Si02悬浮液显示明显的剪切变稀行为。与前两种粒子悬浮液相比,在低剪切速率,SiO2@PS粒子悬浮液显示粘度降低及剪切变稀行为弱化。透射电镜表明,核@壳粒子能均匀稳定地悬浮分散在PS溶液中,避免粒子沉降,说明PS壳能有效地改善粒子与溶液中PS分子链相容性。采用细乳液聚合制备了壳层交联的核@壳纳米复合粒子(SCCSN),粒径32-98nm,交联度为58.6wt%。在逾渗临界体积分数以上,非线性流变临界应变值(γc)与SCCSN浓度无关。该现象不同于未改性SiO2悬浮液。在低粒子浓度范围,SCCSN在20vol%PS溶液中显示类液行为,且φsccsn=4.2vol%时SCCSN在PS溶液中形成类凝胶状网络结构。与SCCSN悬浮液流变行为不同,随未改性Si02粒子浓度增加,Si02悬浮液出现液-固转变。采用稳态和动态流变方法研究了Si02和SCCSN填充PS的熔体流变行为,采用动态时间扫描研究填充熔体在热处理过程中的结构稳定性。结果表明,SCCSN填充体系比Si02填充体系显示出极好的结构稳定性。利用时间-浓度叠加原理研究填充体系的Payne效应,发现Si02和SCCSN填充体系非线性流变行为仅与基体分子链解缠结有关,与粒子团聚体结构破坏无关。虽然交联壳层能有效抑制填料团聚,但SCCSN对增强PS熔体的补强作用仅与SCCSN中Si02核有关。利用TG、DSC和DMA热分析方法研究SCCSN的结构特征,发现随着交联剂增加,包覆率提高,且壳层聚合物玻璃化转变温度升高。DSC和DMA分析表明,Si02与SCCSN填充均造成PS玻璃化转变温度降低。动态流变结果表明,SCCSN填充体系增强机理与壳层PS所吸附的基体分子链桥接SCCSN而形成的拥挤网络结构有关。SCCSN的Si02核对PS的增强效应略优于Si02,且增强效应随壳层交联度增加而略微增强。介电谱分析表明,66nm SiO2和SiO2@PS粒子填充体系不仅出现a松弛峰,还出现一个α’慢松弛峰。粒子对基体a松弛峰影响不大。