聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液的制备及性能

摘要

聚丙烯酸酯乳液具有优异的成膜性、粘接性、耐候性、保光保色性，已成为当前应用广泛的一类成膜物质。然而，聚丙烯酸酯涂膜存在耐水性差的缺点，难以用于高档产品。将无机纳米粒子引入聚合物所获得的复合乳液既能保持传统聚合物的优良特点，又兼具纳米材料的优点，还可以利用两者的协同效应获得更优异的综合性能。本研究分别通过原位聚合法和Pickering乳液聚合法将纳米ZnO引入聚丙烯酸酯乳液中，并对复合乳液在织物涂料印花和皮革涂饰中的性能进行了研究。
　　采用三乙氧基乙烯基硅烷对纳米 ZnO进行表面改性；以丙烯酸酯类单体为原料，通过乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯乳液；并通过原位聚合法将改性纳米ZnO引入聚丙烯酸酯乳液，制备了聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液；将其应用于织物涂料印花和皮革涂饰工艺中，对其应用性能进行了考察。结果表明：与未改性纳米 ZnO相比，改性纳米 ZnO粒径增大。聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液粒径大小较为均一，为190~200nm；纳米ZnO的加入方式对复合乳液粒径的单分散性和粒径大小影响不大，但会对其粒径分布产生影响；纳米 ZnO的存在提高了复合乳液成膜的起始热分解温度。不同改性纳米 ZnO的加入方式对复合乳液涂料印花织物的各项性能影响不大，印花棉织物的干摩擦牢度均可达3级以上，湿摩擦牢度达2级以上，皂洗牢度为4级，且手感柔软。复合乳液涂饰革样的干摩擦牢度为4级、湿摩擦牢度为1~2级；与常规聚丙烯酸酯乳液涂饰革样相比，复合乳液涂饰革样的透气性、透水汽性均有不同程度的提高。
　　采用纳米ZnO和烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵（DNS-86）共同作为乳液稳定剂，选用甲基丙烯酸酯甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）为共聚单体，通过Pickering乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液；将其应用于织物涂料印花和皮革涂饰工艺中，对其应用性能进行了考察。结果表明：油水比为4:6，乳化时间大于5min，油相单体为MMA时，所制备的Pickering乳状液稳定性较优；随着纳米ZnO用量和DNS-86用量的增加，乳状液的稳定性提高。BA与MMA质量比为6:4，纳米ZnO用量为7wt％， DNS-86用量为2wt%时，合成的复合乳液性能较优；球形复合乳胶粒的平均粒径约为450nm，乳胶粒表面局部覆盖着纳米ZnO粒子；纳米ZnO的存在提高了复合乳液成膜的起始热分解温度。复合乳液涂料印花织物的干摩擦牢度为4级、湿摩擦牢度为3级、皂洗牢度为4~5级；与聚丙烯酸酯乳液相比，复合乳液涂料印花织物的牢度有所提升，印花织物具有一定的抗紫外性能。复合乳液涂饰革样的干摩擦牢度为4级、湿摩擦牢度为2级，其中湿摩擦牢度较原位聚合法制备的复合乳液和常规聚丙烯酸酯乳液涂饰革样有所提高；与常规聚丙烯酸酯乳液涂饰革样相比，Pickering乳液聚合法制备的复合乳液涂饰革样的透气性、透水汽性均有不同程度的提高。
　　通过对比两种聚合法制备的聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液及性能，结果表明：纳米 ZnO的加入能够提高聚丙烯酸酯乳液成膜的热性能。与聚丙烯酸酯乳液相比，Pickering乳液聚合法制备的聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液印花织物的各项牢度更好。两种复合乳液涂饰革样的透气性、透水汽性均较常规聚丙烯酸酯乳液涂饰革样有不同程度的提升，且 Pickering乳液聚合法制备的聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液涂饰革样的耐湿擦性能更好。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1文献综述

1.1聚丙烯酸酯乳液的研究现状

1.2聚合物/纳米ZnO复合材料的研究进展

1.3 Pickering乳液

1.4聚丙烯酸酯乳液在纺织和皮革中的应用

1.5课题的提出

2实验部分

2.1主要试剂及仪器

2.2原位聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液（PA/ZnO-I）

2.3 Pickering乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液（PA/ZnO-P）

2.4性能测定

2.5聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液在织物涂料印花中的应用

2.6聚丙烯酸酯/纳米ZnO复合乳液在皮革涂饰中的应用

2.7表征

3原位聚合法制备PA/ZnO-I的研究

3.1 A-151改性纳米ZnO的结果

3.2聚丙烯酸酯乳液的制备结果

3.3原位聚合法制备PA/ZnO-I的结果

3.4涂料印花应用结果

3.5皮革涂饰应用结果

3.6小结

4 Pickering乳液聚合法制备PA/ZnO-P的研究

4.1 Pickering乳状液的制备结果

4.2 Pickering乳液聚合法制备PA/ZnO-P的结果

4.3涂料印花应用结果

4.4皮革涂饰应用结果

4.5小结

5结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

声明