γ甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷/丙烯酸酯、苯乙烯共聚合反应的研究

论文摘要

以含碳碳双键的有机硅氧烷活性单体和丙烯酸酯、苯乙烯类单体共聚可以对聚合物进行改性,共聚物在使用过程中硅氧烷部分水解缩合形成自交联的网状结构,提高了其耐水性、耐溶剂性和耐污性,成为具有优异性能的新材料。本文分别采用溶液聚合法和乳液聚合法,合成了γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（TMSPMA）改性的丙烯酸酯、苯乙烯共聚物,并对其结构进行了表征。（1）采用溶液聚合法,以乙酸丁酯为溶剂,制备了甲基丙烯酸甲酯（MMA）/TMSPMA共聚物。用红外光谱仪、核磁共振仪和热重分析仪对共聚物进行了表征。研究了反应温度、引发剂浓度对溶液聚合转化率的影响。结果表明：红外谱图中1085cm-1处Si-O-C键的吸收峰和核磁共振谱图中δ=0.67处Si的α位氢核共振峰,都证明TMSPMA已经与MM共聚；升高反应温度、延长反应时间和增大引发剂浓度都提高了聚合反应转化率；未交联的共聚物热稳定性随TMSPMA浓度增加而下降：有机硅烷交联后,共聚物（单体浓度比16：1）的起始分解温度为250℃,具有较高的热稳定性。（2）以阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠（SDS）和非离子型乳化剂辛基酚聚氧乙烯醚（OP-10）为复合乳化剂（SDS/OP-10）,通过乳液共聚合反应分别制备了有机硅改性的MMA/丙烯酸丁酯（BA）乳液和苯乙烯（St）/BA乳液。用红外光谱仪和热重分析仪对共聚物进行了表征。结果表明：TMSPMA与MMA/BA、St/BA发生了有效的共聚合反应；加入TMSPMA后,提高了共聚物的起始热分解温度。并对乳液共聚合体系表观动力学进行了初步研究；测定了反应温度、引发剂、乳化剂用量以及TMSPMA摩尔浓度对乳液共聚合反应速率的影响,得到了聚合反应的表观活化能和表观动力学方程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 乳液聚合
• 1.2.1 乳液聚合概述
• 1.2.2 乳液聚合的研究进展
• 1.2.3 乳液聚合机理
• 1.3 丙烯酸乳液涂料研究
• 1.3.1 丙烯酸乳液涂料概述
• 1.3.2 丙烯酸乳液涂料改性方法
• 1.4 有机硅改性丙烯酸酯的研究概况
• 1.4.1 有机硅改性丙烯酸乳液的技术研究
• 1.4.2 有机硅改性丙烯酸树脂的方法
• 第2章 γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷/甲基丙烯酸甲酯溶液共聚合的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料
• 2.2.2 主要设备
• 2.2.3 共聚物的制备及转化率测定
• 2.2.4 性能测试及表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 共聚物红外光谱分析
• 2.3.2 核磁共振分析
• 2.3.3 热失重分析
• 2.3.4 反应温度、引发剂摩尔浓度对聚合反应速率的影响
• 2.4 结论
• 第3章 γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷/丙烯酸酯乳液共聚合的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 主要设备
• 3.2.3 共聚物的制备
• 3.2.4 性能测试及结构表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 共聚物红外光谱分析
• 3.3.2 热失重分析
• 3.3.3 乳液共聚合表观动力学分析
• 3.4 结论
• 第4章 γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷/苯乙烯/丙烯酸丁酯乳液共聚合的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料
• 4.2.2 主要设备
• 4.2.3 共聚物的制备
• 4.2.4 结构表征及性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 共聚物红外光谱分析
• 4.3.2 热失重分析
• 4.3.3 乳液共聚合表观动力学分析
• 4.4 结论
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生期间发表及待发论文