自交联型可再分散苯丙乳胶粉的制备及水分散性与耐水性的协同优化研究

软核硬壳结构苯丙乳液壳层引入自交联单体N-羟甲基丙烯酰胺(NMA),经喷雾干燥获得水分散性和涂膜耐水性俱佳的自交联型可再分散乳胶粉。采用FT-IR光谱、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、马尔文激光粒度分析、原子力显微镜(AFM)等手段对原乳液、乳胶粉、再分散乳液进行表征,研究了乳液中和、干燥和再分散过程,分析了乳胶粉能兼顾再分散性和聚合物涂膜耐水性的机理。研究结果表明,自交联型苯丙乳液具有规整的软核硬壳结构,乳胶粉的粒径在2~20μm,遇水可迅速分散得到平均粒径182 nm的再分散乳液。乳液壳层添加NMA能削弱乳胶粒表面的疏水缔合作用,形成更厚的"绒毛结构"和水化层,因而抑制干燥时的乳胶粒凝聚融合,阻止乳胶粒之间的交联反应,优化了乳胶粉的亲水分散性。自交联作用使可再分散乳胶粉所成聚合物膜的吸水性降低40%以上,因此,采用NMA交联改性同时优化了苯丙乳胶粉的水分散性与耐水性。     

大分子乙烯基硅氧烷/丙烯酸酯单体核壳乳液聚合及表征

以甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和聚甲基氢硅氧烷(PMHS)为原料,合成了甲基丙烯酸乙氧基聚甲基氢硅氧烷醚(MEPMHSE)。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,加入合成的硅单体MEPMHSE作为聚丙烯酸酯改性剂进行核壳乳液共聚合,制得平均粒径为135.2 nm,粒径分布窄(PDI=0.045)的有机硅改性的具有核壳结构的聚丙烯酸酯乳液。采用FT-IR、1H NMR对MEPMHSE进行表征,并使用TEM、DSC以及Zeta电位及纳米激光粒径分析仪来表征乳胶粒子的结构与粒径。研究乳化剂的配比、含量以及MEPMHSE的加入量对乳液稳定性、吸水率、凝胶量以及乳液胶膜疏水性的影响。研究结果表明:用MEPMHSE改性的丙烯酸酯乳液胶膜的疏水性得到较大的提高,MEPMHSE添加量为6%时,所得丙烯酸酯乳液胶膜对水的接触角由空白对照样的65°提高到98°。     

n-BMA/MMA共聚核壳乳液的合成研究

通过半连续种子乳液聚合的方法,制备了具有核壳结构的丙烯酸酯聚合物乳胶粒子。采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸酯正丁酯(n-BMA)等单体进行共聚。研究了共聚合过程中,乳化剂浓度、引发剂等对聚合物乳液粒径大小、凝胶量等的影响,并利用动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)和差示扫描量热仪(DSC)对乳胶粒子进行表征。结果表明:核乳液聚合阶段乳化剂浓度增大,乳液粒子的粒径变小,引发剂用量对粒径及分布影响不大;TEM观察到核乳胶粒径大小及变化趋势与DLS测得的结果相一致,并且核乳胶粒子和核壳乳液粒子都呈规则的圆球状,分布均一;DLS测试核壳丙烯酸酯乳胶粒子粒径的变化呈逐渐增长的趋势;DSC测试发现制备的核壳粒子有2个玻璃化转变温度(Tg),验证了胶乳粒子核壳结构的存在。     

色粉纸用自交联丙烯酸树脂乳液的合成及性能

根据色粉纸表面固砂的性能要求,以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)为软单体、丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体,丙烯酸羟丙酯(HPA)为交联单体,甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)作为功能单体,采用半连续种子乳液聚合法,制备了具有核壳结构的水性丙烯酸酯树脂乳液(WSAE-G),进一步将其作为色粉纸表面固砂用黏合剂和成膜剂.讨论了GMA用量对乳液粒径、稳定性和黏度等的影响.利用DLS和TEM对乳液乳胶粒子的大小及形貌进行了表征,使用TG、DSC以及万能材料试验机对胶膜的性能进行了测试.对固砂产品表面进行SEM测试.结果表明:GMA用量为1％(以混合单体总质量为基准,下同)时,乳液粒径为142.4 nm,PDI为0.063,乳液分散稳定指数(TSI)为0.162287.TEM显示,乳液具有清晰的核壳结构.胶膜拉伸强度达9.057 MPa.制得的色粉纸层间结合力为244.9 J/m2,所形成的固砂层均匀、磨砂性较好且不易掉砂.     

含氟丙烯酸酯核壳乳液的制备与性能研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,分别加入丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)作为聚丙烯酸酯改性剂,制备了2种含氟丙烯酸酯核壳乳液。采用1H-NMR、TEM、DSC、EDS-SEM、Zeta电位及纳米激光粒度仪等表征了乳胶粒子的组成、结构、粒径及其分布以及乳胶膜表面氟元素的含量。研究了2种含氟单体的用量对乳液稳定性、乳胶膜吸水率、单体转化率、乳胶膜表面疏水疏油性等的影响;研究结果表明:DFHM的改性效果明显好于HFBMA。当DFHM的加入量为4%时,乳胶膜对水的接触角达到93.5°,吸水率降为11.54%,对正己烷的接触角达到82.0°;乳胶粒子的平均粒径70.02 nm,粒径分布窄(PDI=0.082),且具有核壳结构;SEM-EDS测试结果显示,制备的含氟聚合物在成膜过程中,氟元素更易向表面迁移,从理论的5.70%上升到13.47%,从而使乳胶膜具有更好的疏水和疏油性能。     

核壳结构的羧基型丙烯酸酯乳液的制备与表征

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸异辛酯（ 2-EHA）为单体,甲基丙烯酸（MAA）为羧基功能单体,采用半连续种子乳液聚合工艺,制备了核壳结构的羧基型丙烯酸酯乳液,研究了 MAA用量对乳液的粒径、流变特性及胶膜亲水性的影响,采用 FT-IR、TEM、DSC对乳胶粒的结构和形貌进行了表征。结果表明：随着 MAA用量的增加,乳胶粒的粒径呈现先减小后增大的趋势, MAA质量分数为 6%时,粒径为 186 nm;MAA用量超过 4%时,乳液黏度显著提高; MAA用量的增加,胶膜的接触角降低,亲水性增加。     

颜料用高光丙烯酸酯乳液的合成与表征

采用复合乳化体系,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸为共聚单体,采用预乳化半连续种子乳液聚合法,制备了颜料用高光丙烯酸酯乳液。采用红外光谱(FT-IR)、粒径测试(PCS)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等对乳液性能进行了分析与表征。结果表明:乳液固含量为42%、光泽度为85.2,乳液各项稳定性较好;乳液聚合程度较高,乳液平均粒径DH为121.5 nm,分子量分布指数(PDI)仅为0.062,粒径分布较窄;聚合物体系中单个微球和交联微球共同存在,且单分散微球具有核壳结构。     

叔碳酸乙烯酯/有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

采用预乳化半连续种子乳液聚合法,以反应型阴离子乳化剂(DNS-86)和非离子型乳化剂(OP-10)复配,引入叔碳酸乙烯酯(V-10)和乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)为改性单体合成了叔碳酸乙烯酯/有机硅改性丙烯酸酯乳液.通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、粒径分布分析(PSD)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)对乳液结构、粒子形态和乳胶膜性能进行了分析和表征.结果表明:叔碳酸乙烯酯、有机硅氧烷与丙烯酸酯发生了共聚反应,生成的乳胶粒子为核壳型结构,粒子大小比较均一,粒径较小.通过与丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯改性丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯的乳液对比可知,核壳型叔碳酸乙烯酯/有机硅改性丙烯酸酯乳液的性能较佳.其涂膜吸水率仅为2.19％;接触角为109.5°,达到了对乳液改性的目的.     

含氟丙烯酸酯四元共聚核壳乳液的合成与表征

采用半连续种子乳液聚合的方式,以十二烷基硫酸钠(SDS)和OP-10为复合乳化剂,甲基丙烯酸十二氟庚酯(Acty-flon-Go4)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为原料制备了壳层含氟的核壳型丙烯酸酯共聚物乳液。研究了引发体系和聚合温度对聚合反应转化率的影响;通过透射电镜(TEM)、FTIR、示差扫描量热(DSC)对共聚物乳胶粒径、形态及结构进行了研究。     

核壳型复合高分子乳液乳胶粒子形态学

系统阐述了核壳型复合高分子乳液乳胶粒子形态方面的研究进展。探讨了单体亲水性、聚合工艺、加料方式、引发剂、聚合场所的粘度、种子交联度、聚合温度及反应体系pH值等对乳胶粒子形态的影响。介绍了热力学研究的概况 ,并通过计算界面自由能变化最小来控制和预测粒子的形态。讨论了粒子核壳结构对乳液性能的影响 ,如最低成膜温度 ,核壳结构在热处理后机械、光学性能的变化。总结了用来表征乳胶粒子核壳结构常用的手段 ,包括透射电镜法 (TEM) ,扫描电镜法(SEM) ,示差量热扫描法 (DSC) ,最低成膜温度法 (MFT)以及通过测定两阶段聚合物中羧基的分布来确定粒子的形态等     

环氧树脂改性核壳乳胶粒子的制备

采用预乳化-半连续种子乳液聚合工艺制备了环氧树脂改性聚丙烯酸丁酯/(聚甲基丙烯酸甲酯-衣康酸)(PBA/P(MMA-ITA-DGEBA))核壳乳胶粒子。采用激光粒度仪、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、透射电子显微镜(TEM)等方法对核壳乳胶粒子进行了表征,实验结果表明:PBA/P(MMA-ITA-DGEBA)乳胶粒子确为核壳结构,双酚A型环氧树脂已经被成功接枝到核壳乳胶粒子上,由于ITA、DGEBA链段的存在,导致壳层PMMA玻璃化转变温度的(Tg)升高。     

A study on the synthesis of acrylic composite particles and investigation of their characterization

Core-shell latexes were synthesized by sequential emulsion polymerization of methyl methacrylate (MMA), styrene (St), and ethyl acrylate (EA) in the presence of anionic surfactant, and the characteristics of these latexes were evaluated. The core latex had to be synthesized carefully to avoid the formation of secondary particles. The sequential polymerization method adopted for this synthesis took advantage of stabilizing particles grown during shell polymerization. In core-shell latex polymerization, to suppress the generation of new particles and to minimize the gelation during the shell polymerization, the amount of surfactant (Sodium dodecyl benzene sulfonate: SDBS) should be reduced to the minimum, 0.01 wt% and 0.02 wt% of SDBS to amount of monomer, respectively, when the Polymethyl methacrylate (PMMA) and Polystyrene (PSt) core latexes are prepared. In addition, the monomer pre-emulsion method is better than monomer-add method. The core-shell structure for composite latex synthesized was demonstrated by Particle Size Analysis (PSA), Differential Scanning Calorimeter (DSC), Transmission Electron Microscope (TEM), formability of film, and hydrolysis under NaOH solution.     

Preparation and Properties of 2,6‐Diamino‐3,5‐dinitropyrazine‐1‐oxide based Nanocomposites

With estane as binder, a new nanocomposite energetic material based on 2,6‐diamino‐3,5‐dinitropyrazine‐1‐oxide (LLM‐105) was successfully prepared by the spray drying method. Scanning Electron Microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), and X‐ray diffraction (XRD) was employed to characterize the nanocomposite samples. The impact sensitivity and thermal decomposition properties of the nanocomposites were also measured and analyzed. The results show that the nanocomposite particles are spherical in shape and range from 1 μm to 10 μm in size. The composite is aggregated of many tiny granules with nucleus/shell structure, in which the shell thickness and crystal size of LLM‐105 are about 20 nm and 50–100 nm. The crystal type of LLM‐105 in the nanocomposite is similar to that of raw LLM‐105, however, the diffraction peaks become weaker and wider mainly due to decreasing of particle size. The nanocomposite has lower impact sensitivity and better thermal stability.     

超细红粘土/白炭黑/硅橡胶复合材料的制备及细胞相容性的研究

硅橡胶是一类以聚硅氧烷为主链,在生物医用领域应用广泛的医用高分子材料。本研究制备了新型超细红粘土/白炭黑改性的硅橡胶材料,采用激光粒度仪测定了红粘土的粒径分布,并结合红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)对其表面化学结构和形态结构进行了表征;同时采用扫描电镜(SEM)对复合材料表面形貌进行了分析;水接触角的改变表明了复合材料表面亲水性的变化,利用细胞黏附性实验对复合材料的细胞相容性进行评价。结果表明,红粘土具有独特的空穴结构,呈不规则形状,加入了红粘土复配填料后,复合材料的亲水性以及细胞相容性均有提高。由此可知,红粘土作为较好改善硅橡胶生物相容性的填料,可为新型生物材料提供新的思路和方向。     

PMDA-6FHP-DR1／SiO2杂化纳米材料的结构设计和合成

以含氟的二胺5，5′—(六氟异丙基)—二—(2—氨基苯酚)及均苯四甲酸酐(PMDA)为单体，首先合成了经酰胺化的主链上带有活性羟基的含氟聚酰亚胺，再通过Mitsunobu反应将活性生色分子分散红1(DR1)共价链接到聚酰亚胺的侧链骨架上，合成了含氟聚酰亚胺．采用溶胶—凝胶(SOl—Gel)技术，并利用偶联剂γ—氨丙基三乙氧基硅烷(AFTES)制备带有发色团的和含有硅氧烷端分子的聚酰胺酸，其中的Si(OR)3基经水解、缩合后，与正硅酸乙酯(TEOS)在催化剂作用下反应，经杂化、凝胶后，得到光学透明且热稳定性高的有机／无机杂化材料．将制得的含氟聚酰亚胺／SiO2杂化材料，采用红外光谱(FT—IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热法(DSC)，对材料的结构、表面形貌、热性能进行了表征．     

PVA作用下含氟丙烯酸酯共聚乳液的制备与表征

以聚乙烯醇(PVA)为乳化剂,采用Fe2+-H2O2引发体系,以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FM)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为主要单体进行乳液聚合,制得了阳离子含氟丙烯酸酯多元共聚物乳液。通过FTIR、1HNMR、透射电镜(TEM)、示差扫描量热(DSC)及接触角测试对共聚物结构、乳胶粒径及形态、乳胶膜表面性能进行了研究。结果表明,该乳液的粒子形态呈球形,单分散性良好,平均粒径为90～100nm;随着共聚物中含氟单体质量分数的增加,乳胶膜的表面自由能显著降低;退火处理有助于含氟基团迁移到乳胶膜表面,乳胶膜表面自由能进一步降低。     

壳层含硅的丙烯酸酯核壳乳液研究

以半连续滴加法制备壳层含γ-(甲基丙烯酰氧基 ) -丙基三甲氧基硅烷的丙烯酸酯核 -壳乳液。探讨了聚合条件对聚合反应的影响 ,并确定了最佳聚合条件。以红外光谱 (IR)、热分析仪 (TGA、DSC)、动态表面能分析仪、透射电子显微镜 (TEM)表征乳胶的性质及结构。     

Stabilization Mechanism of the Reconstituted Emulsion of Polyacrylate Redispersible Powder

Polyacrylate redispersible powder was prepared from polyacrylate emulsion with a soft-core and hard-shell configuration by spray drying. The effect of polyvinyl alcohol (PVA) solution as a protective colloid on the redispersibility of the polyacrylate powder was investigated, along with the stabilization of the reconstituted emulsion. The results show that bulk carboxylic ions were formed on the particle surface when the pH value was between 9.0 and 10.0, leading to a high zeta potential and strong electrostatic repulsion force among the latex particles of the reconstituted emulsion. The hydrophilic group –OH of the protective colloid PVA combined with water molecules and the hydrophobic polyethylene long-chain groups were adhered onto the particle surface of the reconstituted emulsion latex, which induced steric hindrance between latex particles and prevented particle aggregation. The synergistic effect of the strong electrostatic repulsion force produced by carboxylic ions and the space steric hindrance generated by the PVA solution provided excellent redispersibility and stability to the reconstituted emulsion.     

水性含氟丙烯酸酯核壳乳液的制备及性能研究

采用半连续乳液聚合法合成了以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为成核单体,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸六氟丁酯(HF)为成壳单体的核壳型微乳液。通过TEM、SEM、FT-IR对乳液及乳液固化膜性能进行了表征;对乳液的稳定性做了测试,用接触角法对乳液固化膜表面性能进行了研究。结果表明:当含氟单体质量分数为19.34%时,核壳型结构粒子呈球形分布,乳液稳定性良好,成膜性较好,乳液固化膜的表面能为24.26 mJ/m2,与之相对应的无氟乳液固化膜的表面能为52.73 mJ/m2。根据本研究得出的原料、配方及工艺方法制备的乳液及其膜有较优的性能。