论文部分内容阅读
Pickering乳液聚合是以固体纳米粒子代替传统表面活性剂的新型乳液聚合反应,其聚合条件及聚合机理比传统的乳液聚合更加复杂多变,使用此方法合成的乳胶粒子具有特殊的形貌和性质,本文研究了以人工合成的硅酸镁锂(Laponite)为稳定粒子的Pickering乳液聚合条件及其聚合机理并研究了该乳胶分散液干燥成膜后的力学性能。 1.研究了单体种类、引发剂的类型、稳定粒子的种类及用量对Pickering乳液聚合的影响。实验结果表明亲水性强的单体会导致水相中的聚合增加乳胶粒子聚并,不利于乳液的稳定;阳离子的引发剂会与表面带负电的Laponite片层发生凝胶化反应,因此不能直接使用,而对于阴离子引发剂,选择引发后具有长链残端的引发剂有利于乳胶粒子在无皂的体系中稳定;稳定粒子的含量对聚合过程中成核速率及成核数目呈正相关的影响;各向同性的SiO2纳米粒子稳定的Pickering乳液聚合反应不会增加体系的黏度,最终得到“草莓状”的复合乳胶球。 2.使用小角X射线散射技术对乳胶粒子及乳胶膜的形貌进行研究发现,乳胶粒子呈现出特殊的核壳结构形貌,Laponite片层吸附在乳胶粒子的表面形成壳层并且这种形貌在干燥后的纳米复合乳胶膜中仍能稳定保持。对这种乳胶膜的力学性能进行了研究,结果表明随着Laponite片层含量的增加乳胶膜的模量和强度都明显增加。并且在拉伸回复实验中发现随着变形程度的增加,形变逐渐由塑性形变转变为弹性形变。在应力松弛实验中发现在较小的应变下纳米复合乳胶膜具有更慢的松弛速率而在较大的应变下复合乳胶膜反而比纯净的乳胶膜具有更快的松弛速率。所有的这些现象都表明该复合乳胶膜体系是典型的两相体系,相互关联的Laponite片层形成硬的外层网络,而缠结的高分子则形成软的内层网络,两个网络相互贯穿相互作用提供了该乳胶膜优异的性能。