论文摘要
纳米二氧化硅是一种应用较广泛的非金属氧化物，可做紫外吸收体、光催化剂、气敏元件等。和其他的纳米材料一样，纳米SiO2在介质中极易团聚，不能充分发挥纳米粒子的特性，因而大大限制了它的应用范围。所以，研究改善纳米SiO2在有机溶剂中的分散性成为目前的研究热点。本文首先用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行处理，然后在水介质中，以氯化铜为催化剂、四甲基乙二胺为配体、过硫酸铵为引发剂，通过反向原子转移自由基法制备SiO2/PMMA复合粒子。研究了反应温度、单体与纳米SiO2质量比、单体与引发剂摩尔比、催化剂与配体摩尔比、以及搅拌速度等因素对聚合反应单体转化率的影响，确定了聚合反应的工艺条件。另外，还研究了催化体系在水油两相中的分配系数，对聚合理论进行了初步探讨。通过重量法测定聚合反应体系的单体转化率。运用红外光谱仪（FTIR）对改性前后纳米SiO2粒子的骨架振动吸收峰进行表征。运用热重分析仪（TGA）确定复合粒子中有机物的重量百分含量。采用透射电子显微镜（TEM）表征改性前后粒子的分散情况。采用激光粒度仪（LSS）测定改性前后纳米SiO2的粒径分布。采用凝胶渗透色谱仪（GPC）测定聚合物的分子量及其分布。采用紫外可见分光光度计（UV-Vis）测定催化体系在水油两相的分配系数。研究结果表明：在水介质中，采用反向原子转移自由基法制备SiO2/PMMA复合粒子，以达到改性纳米SiO2的目的是可行的。SiO2/PMMA复合粒子制备的工艺参数为：反应温度75℃、MMA与SiO2质量比2：1、MMA与引发剂摩尔比200：1、催化剂与配体摩尔比1：3、搅拌速度1125r/min。所制备的SiO2/PMMA复合粒子的粒径变小，在乙醇溶液中的分散性得到提高，在一定程度上解决了纳米SiO2的团聚问题。复合粒子中PMMA的重量百分含量为29.91%。CuCl/TMEDA、CuCl2/TMEDA络合物在MMA/水两相中有着不同的分配系数，经理论上分析，得到可控聚合的活性种只占总活性种的3%。
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摘要Abstract第一章 前言第二章 文献综述2的结构、性质及应用'>2.1 纳米 SiO2的结构、性质及应用2的结构'>2.1.1 纳米 SiO2的结构2的性质'>2.1.2 纳米 SiO2的性质2在有机物中的应用'>2.1.3 纳米 SiO2在有机物中的应用2.1.3.1 在硅橡胶中的应用2.1.3.2 在涂料中的应用2.1.3.3 在塑料中的应用2.1.3.4 在密封胶、胶粘剂中的应用2.1.3.5 在润滑油添加剂中的应用2.1.3.6 在催化领域中的应用2.2 纳米材料表面改性的研究2.2.1 表面物理吸附、包覆改性2.2.2 表面化学改性2.2.2.1 偶联剂表面覆盖改性2.2.2.2 表面直接接枝改性2.2.2.3 表面引发接枝聚合改性2.3 原子转移自由基聚合的研究2.3.1 ATRP 的基本原理2.3.2 ATRP 的聚合体系2.3.2.1 引发剂2.3.2.2 催化剂2.3.2.3 配体2.3.2.4 单体2.3.2.5 溶剂2.3.3 反向 ATRP 反应2.3.4 水介质中的 ATRP 反应2.3.4.1 均相体系2.3.4.2 非均相体系2.4 本文主要研究内容和创新点第三章 实验部分3.1 化学试剂以及仪器2粒子的制备'>3.2 硅烷化纳米 SiO2粒子的制备2粒子的硅烷化'>3.2.1 SiO2粒子的硅烷化3.2.2 亲水亲油性的测定2/PMMA 复合粒子的制备'>3.3 SiO2/PMMA 复合粒子的制备3.3.1 有机单体的精制2/PMMA 复合粒子的制备'>3.3.2 SiO2/PMMA 复合粒子的制备3.3.3 单体转化率的测定3.3.4 工艺条件的确定2/PMMA 复合粒子的后处理'>3.3.5 SiO2/PMMA 复合粒子的后处理3.4 催化体系在水/油中分配情况的测定3.4.1 CuCl/TMEDA 标准曲线的绘制3.4.2 CuCl2/TMEDA 标准曲线的绘制3.4.3 CuCl/TMEDA 分配系数的测定3.4.4 CuCl2/TMEDA 分配系数的测定3.5 结果表征3.5.1 红外光谱（FT-IR）分析3.5.2 热重（TGA）分析3.5.3 透射电镜（TEM）分析3.5.4 激光粒度（LSS）分析3.5.5 紫外可见漫反射吸收光谱（UV-Vis）分析3.5.6 凝胶渗透色谱（GPC）分析第四章 结果与讨论2的硅烷化'>4.1 纳米 SiO2的硅烷化4.1.1 硅烷偶联剂用量的影响2的 FT-IR 分析'>4.1.2 硅烷化纳米 SiO2的 FT-IR 分析2/PMMA 复合粒子的制备'>4.2 SiO2/PMMA 复合粒子的制备2/PMMA 复合粒子形成的机理'>4.2.1 SiO2/PMMA 复合粒子形成的机理2/PMMA 复合粒子制备的影响因素'>4.2.2 SiO2/PMMA 复合粒子制备的影响因素4.2.2.1 反应温度的影响2用量比的影响'>4.2.2.2 MMA 与 SiO2用量比的影响4.2.2.3 MMA 与引发剂用量比的影响4.2.2.4 催化剂与配体用量比的影响4.2.2.5 搅拌速度的影响2/PMMA 复合粒子的 FT-IR 分析'>4.2.3 SiO2/PMMA 复合粒子的 FT-IR 分析2/PMMA 复合粒子的 TGA 分析'>4.2.4 SiO2/PMMA 复合粒子的 TGA 分析2/PMMA 复合粒子的 TEM 分析'>4.2.5 SiO2/PMMA 复合粒子的 TEM 分析2/PMMA 复合粒子的 LSS 分析'>4.2.6 SiO2/PMMA 复合粒子的 LSS 分析2/PMMA 复合粒子的 UV-Vis 分析'>4.2.7 SiO2/PMMA 复合粒子的 UV-Vis 分析2/PMMA 复合粒子的 GPC 分析'>4.2.8 SiO2/PMMA 复合粒子的 GPC 分析4.3 催化体系在水/油中分配情况的研究2/TMEDA 络合物水溶液标准曲线的测定'>4.3.1 CuCl/TMEDA、CuCl2/TMEDA 络合物水溶液标准曲线的测定2/TMEDA 络合物分配系数的测定'>4.3.2 CuCl/TMEDA、CuCl2/TMEDA 络合物分配系数的测定4.3.3 聚合反应的理论研究第五章 结论参考文献致谢附录 A 粒径分析原图
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标签：复合粒子论文; 纳米论文; 反向原子转移自由基论文;
水介质中原子转移自由基聚合法制备SiO2复合粒子的研究
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