论文题目: 超声辐照下丙烯酸丁酯/丙烯酰胺无皂乳液共聚及与无机纳米材料复合的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 殷年伟
导师: 陈克强
关键词: 超声波,无皂乳液聚合,丙烯酸丁酯,丙烯酰胺,苯乙烯,纳米二氧化硅,纳米二氧化钛,四氧化三铁
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文将超声辐照新技术引入到无皂乳液聚合中,结合了这两者的优点,发展了一种新的聚合物制备技术——超声无皂乳液聚合技术。利用该技术,在不加入任何引发剂和乳化剂的情况下,成功合成了BA/AM共聚物、以及BA/AM/ST、BA/AM/VA、BA/AM/MMA等三元共聚物;并且还将该技术引入到聚合物/无机纳米粒子复合材料的制备中,成功制备了BA/AM/纳米SiO2、BA/AM/纳米TiO2以及BA/AM/纳米Fe3O4等复合材料。为制备聚合物乳胶粒、聚合物/无机纳米粒子复合材料提供了一种新的技术和方法,也为解决无机纳米粒子的分散、稳定和复合等问题提供了一条新途径。 利用超声波的分散、搅拌、乳化以及引发作用,成功实现了超声辐照BA/AM无皂乳液聚合,制备了BA/AM共聚物。研究了各种反应因素对聚合过程的影响,聚合过程只有两个阶段,即加速段和降速段,而没有恒速段出现,反应过程类似于微乳液聚合。随着超声波强度的增大,单体转化率提高,聚合速率增大。环境温度对单体转化率的影响较复杂,过高或过低的环境温度均降低单体转化率。无机盐在聚合过程中起到了相当重要的作用,没有无机盐的体系,基本上没有乳液生成;但过量的无机盐又会破坏乳胶粒表面的双电层,反而降低乳液的稳定性,降低聚合速率。研究了超声波强度以及反应时间对乳胶粒粒径及其分布的影响。反应在40-50min时,乳胶粒粒径突然降低,然后基本上保持不变。超声波强度对乳胶粒平均粒径的影响较复杂,过高或过低的声强均使乳胶
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 前言
1．1 超声波与空化
1．2 超声波在化学领域的应用
1．3 超声化学原理及其研究进展
1．3．1 有机合成的声化学研究进展
1．3．2 聚合物声化学研究进展
1．3．2．1 超声辐照引发聚合物降解
1．3．2．2 超声辐照引发开环聚合反应
1．3．2．3 超声辐照引发本体聚合及悬浮聚合
1．3．2．4 超声辐照引发乳液聚合
1．4 乳液聚合研究进展
1．4．1 乳液聚合经典理论
1．4．2 乳液聚合最新进展
1．5 无皂乳液聚合研究进展
1．5．1 无皂乳液聚合的理论研究
1．5．1．1 均相成核机理
1．5．1．2 齐聚物胶束成核机理
1．5．1．3 两阶段机理
1．5．2 无皂乳液聚合的稳定机理
1．5．2．1 影响稳定性的因素
1．5．2．2 增强稳定性的方法
1．5．3 无皂乳液聚合的应用
1．6 聚合物纳米复合材料研究进展
1．6．1 插层复合法
1．6．2 溶胶-凝胶法
1．6．3 共混法
1．6．4 超声波合成技术
1．7 本论文的指导思想和研究内容
1．8 本论文的创新点
参考文献
第二章 实验部分
2．1 基本原料与试剂
2．2 共聚反应装置
2．3 超声无皂乳液聚合制备BA/AM共聚乳液
2．4 超声无皂乳液聚合制备BA/AM/ST共聚乳液
2．5 超声无皂乳液聚合制备BA/AM/无机纳米粒子共聚乳液
2．6 无机纳米粒子表面处理
2．7 常规无皂乳液聚合对比实验
2．8 测试表征
2．8．1 单体转化率测定
2．8．2 聚合反应中剩余丙烯酰胺(AM)含量测定
2．8．3 透射电镜 TEM
2．8．4 FTIR分析
2．8．5 DSC分析
2．8．6 乳胶粒的平均粒径，粒径分布的测定
2．8．7 乳液表观粘度的测定
参考文献
第三章 超声辐照下 BA/AM体系的无皂乳液聚合
3．1 超声无皂乳液聚合过程分析
3．2 超声无皂乳液聚合反应的主要影响因素
3．2．1 超声作用时间
3．2．2 超声波强度
3．2．3 无机盐浓度
3．2．4 环境温度
3．3 超声辐照引发 BA/AM无皂乳液聚合产物结构表征
3．3．1 乳胶粒形态表征
3．3．2 FTIR谱图
3．3．3 DSC分析
3．3．4 乳液表观粘度分析
3．4 超声辐照引发 BA/AM无皂乳液聚合机理分析
3．4．1 超声无皂乳液聚合初始自由基的来源
3．4．2 超声无皂乳液聚合机理探讨
3．4．2．1 聚合第一阶段
3．4．2．2 聚合第二阶段
3．4．2．3 聚合第三阶段
3．4．2．3 聚合第四阶段
3．5 小结
参考文献
第四章 超声无皂乳液聚合制备 BA/AM/第三组分系列三元共聚纳米粒子
4．1 超声无皂乳液聚合过程分析
4．2 聚合反应转化率的影响因素
4．2．1 超声波强度
4．2．2 超声辐照时间
4．2．3 无机盐
4．2．3．1 无机盐浓度
4．2．3．2 无机盐种类
4．2．4 环境温度
4．3 共聚产物结构表征
4．3．1 FTIR分析
4．3．2 乳液表观粘度分析
4．3．3 DSC分析
4．3．4 透射电镜
4．3．5 粒径分析
4．4 小结
参考文献
第五章 超声无皂乳液聚合制备 BA/AM/无机纳米粒子复合材料
5．1 无机纳米粒子的表面处理
5．2 纳米粒子存在下 BA与AM超声无皂乳液聚合研究
5．2．1 超声无皂 BA/AM/纳米 SiO_2乳液聚合稳定性研究
5．2．2 超声无皂 BA/AM/纳米 SiO_2乳液聚合的主要影响因素
5．2．2．1 超声波强度的影响
5．2．2．2 超声辐照时间的影响
5．2．2．3 单体配比的影响
5．2．3 聚合物包裹无机纳米粒子结构和形态的分析
5．2．3．1 TEM分析
5．2．3．2 DSC分析
5．2．3．3 FTIR分析
5．2．3．4 粒径及粒径分布分析
5．3 超声无皂乳液聚合包裹无机纳米粒子机理初步探讨
5．4 小结
参考文献
第六章 结论
攻读博士学位期间发表和待发表论文
声明
致谢
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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