均分散无皂PMMA-St纳米胶乳粒子的溶剂热法制备、稳定性及机理研究

摘要

用无皂乳液聚合的方法制备的聚合物纳米胶乳粒子表面洁净、分散均匀，有很好的粘接性和抗水性，在微电子领域、信息材料、高性能涂层涂料、生物体系和制备无机纳米材料等方面具有广阔的应用前景。因而，如何制得高浓度、粒径小、窄分布、稳定性好的无皂纳米胶乳粒子成为无皂乳液聚合研究的一个重要方向。本论文首次将溶剂热法与无皂乳液聚合法相结合制备小粒径、均分散无皂PMMA-St纳米胶乳粒子。系统地讨论了反应温度、溶剂、引发剂、单体比例等因素对聚合反应动力学、粒径大小及分布和乳液稳定性的影响，探索了制备均分散无皂纳米胶乳粒子的条件，样品用TEM、FT-IR、H1-NMR等进行表征。对所制得的无皂胶乳进行了稳定性测试和研究，并对溶剂热条件下无皂乳液聚合的机理进行了初步探讨。主要结果如下：
　　1、随着温度的升高，粒径先减小后增大，在90°С时出现最低值；随着丙酮含量的增加，粒径显著减小，乳液稳定性明显增大。
　　2、随着丙酮含量的增加，MMA成核速率先减小后增大，聚合速率先减小后增大再减小；St成核速率先增大后减小再增大，聚合速率先增大后减小。丙酮对MMA-St共聚的聚合速率的影响与单体比例有关。当MMA与St体积比为1：1时，聚合速率随丙酮的增加逐渐降低，当体积比为1：3和3：1时，聚合速率随丙酮的增加先增大后逐渐减小。当丙酮含量高于40％后，MMA、St各自均聚和共聚的反应速率均明显减小。
　　3、随着丙酮含量和MMA/St比例的增大，PMMA-St聚合物粒子的形成机理从以胶束成核机理为主过渡到以均相成核机理为主。自生压力对粒子的形成有着重要影响。

目录

答辩

第一章 绪论

第一节 纳米材料及应用技术

第二节 聚合物纳米粒子的特性、应用及研究进展

第三节 乳液聚合方法

第四节 无皂乳液聚合方法

第五节 溶剂热法制备纳米材料

第六节 研究工作设想

第二章 制备均分散无皂高分子纳米胶乳粒子的条件探讨

第一节 加热方式的影响

第二节 助溶剂的影响

第三章 实验条件对胶乳粒子的粒径及乳液稳定性的影响研究

第一节 聚合物乳液性能测试与稳定性研究

第二节 反应条件对乳液稳定性的影响

第三节 反应条件对粒径的影响

第四节 小结

第四章 实验条件对无皂乳液聚合速率的影响研究

第一节 丙酮含量和单体比例对聚合速率的影响

第二节 温度对MMA-St 聚合速率的影响

第三节 引发剂对聚合速率的影响

第四节 其他条件的影响

第五章 PMMA-St 均分散纳米粒子的制备、表征和机理研究

第一节 PMMA-St 均分散纳米粒子的制备和表征

第二节 溶剂热法丙酮-水体系无皂胶乳的形成机理

结论与展望

参考文献

致谢

附录