原位自由基聚合中SiO2表面基团的阻聚和缓聚作用

摘要

以分子结构相似、分子量相近的辛基三甲氧基硅烷(OTMS)和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)为惰性和活性硅烷的代表,对SiO2表面进行锚固修饰.发现MPS和OTMS在SiO2表面具有相近的锚固活性,且随加入量的增多,两种硅烷的锚固量会随之线性增大,但当锚固密度达到3.0μmol·(m2 SiO2)-1时,SiO2表面均会达到一个较为饱和的硅烷修饰状态,因而上述两种硅烷具有良好的比较基础.rn 再以上述改性和未改性Si02的甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体分散液为原料，通过本体、溶液、细乳液等原位自由基聚合制得一系列Si02含量和接枝状态不同的Si02/PMMA复合材料。考察Si02表面基团和Si02含量对聚合反应动力学、基体聚合物分子量以及复合材料硬度的影响，探究表面基团不同Si02在原位自由基聚合中的作用机制。发现Si02表面硅羟基和锚固MPS的活性双键对聚合反应有明显的阻缓聚作用，会显著降低基体聚合物的分子量和复合材料的硬度。而惰性硅烷OTMS的锚固则会消耗Si02表面硅羟基、并屏蔽其影响，因而随着OTMS锚固密度的提高，基体分子量和复合材料硬度均会随之提高，特别是达到饱和修饰状态时，Si02的阻缓聚作用己可基本忽略。