可塑溶聚丙烯酸酯核壳型微球的制备及性能研究

摘要

丙烯酸酯聚合物具有优良的耐候性、耐碱性、成本低廉，其乳液产品应用广泛。通过结构设计合成核壳型丙烯酸酯微球，利用其结构的特殊性可实现功能化。
　　本文以甲基丙烯酸正丁酯（n-BMA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主单体，从结构设计的角度设计并合成了一系列核壳比不同的丙烯酸酯聚合物微球，利用喷雾干燥获得了结构规整、粒子分散性好的核壳型纳米微球粉末，并利用其制备了兼有良好储存稳定性和优异力学性能丙烯酸酯的塑溶胶。论文的主要研究内容和结论如下：
　　1.丙烯酸酯无规共聚物制备塑溶胶研究
　　以n-BMA和MMA为主单体采用釜式乳液聚合合成了一系列不同配比的无规共聚乳液。粒径结果表明乳胶粒子粒径80nm左右且分布窄，MMA含量增加，乳胶粒粒径减小；凝胶色谱（GPC）结果显示聚合物分子量在20万以内，MMA含量增加，分子量降低；动态机械热分析（DMA）的储能模量数据及拉伸测试结果显示单体质量（n-BMA/MMA）为6/4或5/5时塑溶胶的力学性能最好。丙烯酸酯聚合物具有在塑溶胶方面的应用潜景，但是无规共聚物室温条件下易凝胶，无储存期。
　　2.核壳型丙烯酸酯微球的制备
　　以结构设计原理为基础，以n-BMA、MMA为主单体，研究了种子乳液聚合方式制备核壳乳液。粒径增长数据表明乳化剂用量占单体总量1.46％时乳胶粒子粒径增长与理论计算变化曲线一致，GPC结果说明在不影响反应速率条件下，引发剂用量占单体总量0.6%时聚合物分子量较高，透射电子显微镜（TEM）照片显示经过预乳化工艺的单体加料方式所获乳胶粒形成了核壳结构。采用喷雾干燥方式干燥了乳液，粒径数据表明微球粉末粒径与原乳胶粒粒径一致，扫描电子显微镜（SEM）照片显示随着核壳比增加，微球之间相互独立程度提高，其中核壳单体质量比（Mcore/Mshell）为6/4和5/5微球的TEM照片可观察到非常规则的核壳结构。
　　3.核壳型丙烯酸酯微球在塑溶胶方面的应用
　　选用乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、二醋酸甘油酯（GD）、磷酸三丁酯（TBP）四种增塑剂分别与聚合物混合并高温固化，热失重分析（TG）、SEM照片和力学性能分析数据分别从不同角度证明了DINP与聚合物微球相容性最好；以DINP和CaCO3为原料，研究了聚合物微球在丙烯酸酯塑溶胶方面的应用，常温下聚合物与增塑剂混合物粘度变化时间测试结果表明微球核壳形态越规整，储存稳定性越好；GPC和拉力测试数据结果表明聚合物微球分子量越大，对应塑溶胶的拉伸强度越大，应力应变曲线弹性体行为越明显；以Mcore/Mshell为6/4或5/5的聚合物微球与DINP和CaCO3按比例5:7:5混合，室温条件下储存稳定性好，150℃固化后制备的丙烯酸酯塑溶胶力学性能优异。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究目标和主要研究内容

1.3 研究技术路线

1.4 论文创新点

第二章 单体配比对聚丙烯酸酯塑溶胶性能影响研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 核壳型丙烯酸酯乳液的制备及研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 核壳型丙烯酸酯乳液的干燥

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 核壳型丙烯酸酯微球的应用

5.1 前言

5.2 实验部分

5.3结果与讨论

5.4 本章小结

第六章 结论与讨论

6.1 结论

6.2 讨论

6.3 展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢