高分散性SiO2/PMMA复合材料的制备与表征——接枝与交联

摘要

以硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性SiO2/甲基丙烯酸甲酯(MMA)分散液为原料,通过原位本体聚合制得一系列具有不同SiO2含量和PMMA接枝率的高分散性SiO2/PMMA复合材料,索氏抽提分析复合材料的接枝和交联情况.发现抽提后体系中主要存在3部分物质:抽提液中含游离SiO2的PMMA溶液,附于滤纸袋内表面上含接枝SiO2的PMMA薄膜,溶胀于滤纸袋内含交联SiO2的PMMA凝胶,且PMMA和SiO2在上述3部分中的分配百分率明显受SiO2含量和其表面MPS偶联率的影响.再计算凝胶和薄膜中SiO2的接枝率,氢氟酸刻蚀SiO2后凝胶渗透色谱(GPC)测量相应接枝链的分子量,进而评估不同部分中SiO2颗粒表面接枝链的接枝密度.发现相对于薄膜中的SiO2,凝胶中SiO2表面PMMA接枝率较高、分子量较大、接枝密度稍大.认为上述现象与SiO2颗粒表面由偶联MPS引入的PMMA接枝,以及这些接枝链间的化学键合密切相关.特别是当SiO2含量和MPS偶联率较高时,复合材料的局部乃至整体可形成以SiO2颗粒为交联点的立体交联结构.