聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液制备与研究

摘要

近年来，有机—无机纳米复合材料作为材料科学领域中的一枝独秀，已引起人们的广泛关注，这类材料具有有机和无机材料的特点，并通过两者之间的耦合产生出许多优异的性能，有着广阔的应用前景。本文采用TJ-2型有机改性蒙脱土（MMT），通过单体原位插层半连续乳液聚合方法成功制备了聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液。并主要研究了复合乳液与普通乳液涂层的抗腐蚀性能以及乳胶漆的性能。 研究了复合乳液的微观结构及其基本性能。傅立叶红外（FT—IR）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）对复合乳液的结构表征表明，MMT与PVAc之间发生了较强的相互作用，蒙脱土的层间结构受到破坏，形成了剥离型的纳米复合乳液。纳米复合乳液的基本性能与普通乳液性能相比有了极大提高。 研究了引发剂用量、乳化剂用量、反应温度及蒙脱土质量分数对聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液制备及其性能的影响。通过对乳液性能的测试发现，当引发剂用量为0．6g，乳化剂用量为0．6g，反应温度为65～70℃，蒙脱土质量分数为5％，聚合正常进行，所得纳米复合乳液性能最好，耐水性能得到极大的改善。 研究了不同质量分数蒙脱土的加入对纳米复合材料结构的影响，傅立叶红外（FTIR）和X射线衍射（XRD）对纳米复合材料的结构表征表明：加入5％蒙脱土的复合乳液在1°～10°衍射角内无衍射峰，形成剥离型纳米复合乳液；复合乳液中蒙脱土的纳米化程度与加入的蒙脱土质量分数相关。 研究了纳米复合乳液涂层的抗腐蚀性能。通过纳米复合乳液与普通乳液涂层抗腐蚀性能的对比表明：纳米复合乳液涂层的抗紫外腐蚀、抗湿热腐蚀、抗自然腐蚀性能获得了极大的提高，腐蚀后涂层外观、硬度等参数变化较小。 研究了乳胶漆的配置。使用铁红颜料制备了红色乳胶漆，其外观、性能较普通乳液配置的乳胶漆有了极大的提高。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1课题来源

1.2水性涂料

1.2.1水性涂料的定义及其发展史

1.2.2聚合物乳液在水性涂料中的应用现状

1.2.3乳液聚合经典理论

1.3有机/无机复合高分子乳液的合成

1.3.1.原位分散聚合法

1.3.2溶胶-原位聚合法

1.3.3辐射乳液聚合

1.3.4层状结构或核/壳型结构乳液的合成

1.3.5乳液插层聚合法

1.4聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液研究进展

1.5课题意义、目的

1.6本论文研究的主要内容及创新点

第二章聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液的制备与表征

2.1聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液研究背景

2.2 PVAc/MMT纳米复合乳液的制备

2.2.1实验原理

2.2.2原料

2.2.3实验设备

2.2.4制备方法

2.3聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液结构表征

2.3.1红外光谱(FT-IR)表征

2.3.2 XRD表征

2.3.3 TEM表征

2.4聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液性能

2.4.1乳液性能测试方法

2.4.2聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液与纯聚醋酸乙烯乳液性能对比

本章小结

第三章聚醋酸乙烯/蒙脱土纳米复合乳液制备影响因素的研究

3.1反应温度对复合乳液性能(3％MMT)的影响

3.1.1反应温度对复合乳液固含量的影响

3.1.2反应温度对复合乳液粘度的影响

3.1.3反应温度对复合乳液耐水性的影响

3.2乳化剂对复合乳液性能(3％MMT)的影响

3.2.1乳化剂对复合乳液固含量的影响

3.2.2乳化剂对复合乳液粘度的影响

3.3.3乳化剂对复合乳液耐水性的影响

3.3引发剂对复合乳液(3％MMT)性能的影响

3.3.1引发剂对复合乳液固含量的影响

3.3.2引发剂对复合乳液粘度的影响

3.3.3引发剂对复合乳液耐水性的影响

3.4蒙脱土质量分数对复合乳液性能的影响

3.4.1蒙脱土质量分数对复合乳液纳米化效果的影响

3.4.2蒙脱土质量分数对复合乳液固含量的影响

3.4.3蒙脱土质量分数对复合乳液硬度的影响

3.4.4蒙脱土质量分数对复合乳液耐水性的影响

本章小结

第四章PVAc/MMT纳米复合乳液涂层耐蚀性能及其乳胶漆配置的研究

4.1乳液涂层抗紫外腐蚀研究

4.1.1试验方法

4.1.2紫外腐蚀前后涂层外观

4.1.3紫外腐蚀前后硬度变化

4.2复合乳液湿热腐蚀研究

4.2.1试验方法

4.2.2湿热腐蚀后涂层对比

4.2.3湿热腐蚀前后硬度变化

4.4复合乳液涂层自然腐蚀研究

4.4.2试验方法

4.4.3涂层自然腐蚀前后外观对比

4.5乳胶漆的配置

4.5.1乳胶漆的配置

4.5.2两种乳胶漆的对比

本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士期间所发表文章