含硅聚合物乳液的合成及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2023-10-14 08:36
近來(lái),有機(jī)硅材料因?yàn)槠鋬?yōu)越的性能受到材料研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注,將其水性化或者通過(guò)特殊合成方法設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)與其它有機(jī)水性樹(shù)脂的復(fù)合,所制備的含硅乳液兼具環(huán)保性能和應(yīng)用性能,在抗沾污、自修復(fù)以及增韌改性劑等領(lǐng)域有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。本論文從基礎(chǔ)的八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)的離子開(kāi)環(huán)乳液合成研究出發(fā),選用不同的有機(jī)硅氧烷進(jìn)行新的粒子設(shè)計(jì),制備復(fù)合型有機(jī)硅氧烷乳液,并探索了不同的乳液在建筑涂料疏水改性劑以及聚合物增韌改性劑等領(lǐng)域的應(yīng)用。本文主要內(nèi)容如下:(1)D4離子開(kāi)環(huán)乳液聚合研究:設(shè)計(jì)不同的離子開(kāi)環(huán)反應(yīng),通過(guò)乳化體系研究和配方的調(diào)整及工藝的優(yōu)化,制備出外觀良好、粒徑可控,轉(zhuǎn)化率高、漂油量低的聚二甲基硅氧烷(PDMS)乳液。將所得乳液加入到建筑涂料中做改性劑,測(cè)試改性涂料的性能變化,著重考察建筑涂料疏水性能的改性效果。將PDMS乳液進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本論文合成方法的工藝穩(wěn)定性,有利于進(jìn)一步的工業(yè)放大和應(yīng)用。(2)將PDMS乳液作為種子,通過(guò)偶聯(lián)基團(tuán)的設(shè)計(jì)和使用結(jié)合乳液界面條件控制,制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的PDMS/聚倍半硅氧烷(PSQ)乳液,其中PDMS作為核層,被PSQ殼層所包覆,并且在特定...
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 聚有機(jī)硅氧烷
1.2.1 聚有機(jī)硅氧烷的結(jié)構(gòu)
1.2.2 聚有機(jī)硅氧烷的合成方法
1.2.2.1 環(huán)狀有機(jī)硅氧烷的開(kāi)環(huán)聚合
1.2.2.2 溶膠.凝膠(sol-gel)法
1.3 聚倍半硅氧烷
1.3.1 聚倍半硅氧烷的合成方法
1.3.1.1 溶膠-凝膠(sol-gel)法
1.3.1.2 原位聚合法
1.3.2 溶膠凝膠(sol-gel)法合成聚倍半硅氧烷
1.3.3 聚倍半硅氧烷的性能及應(yīng)用
1.4 有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯乳液
1.4.1 改性方法
1.4.1.1 物理共混法
1.4.1.2 化學(xué)改性法
1.4.2 硅-丙雜化乳液的應(yīng)用
1.5 核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒子
1.5.1 核殼乳液聚合方法
1.5.1.1 間歇法
1.5.1.2 半連續(xù)法
1.5.1.3 平衡溶脹法
1.5.1.4 Pickering乳液聚合法
1.5.2 核殼乳液的應(yīng)用
1.6 本論文的研究目的、意義、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性
1.6.1 論文研究的目的和意義
1.6.2 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.6.3 論文的創(chuàng)新性
第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.1 化學(xué)藥品及試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 制備方法
2.3.1 以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為基礎(chǔ)的含硅雜化乳液的制備
2.3.1.1 PDMS乳液的制備
2.3.1.2 PDMS/PSQ核殼乳液的制備
2.3.1.3 PDMS/PSQ/PMMA雜化乳液的制備
2.3.2 以聚倍半硅氧烷(PSQ)為基礎(chǔ)的含硅雜化乳液的制備
2.3.2.1 PSQ乳液的制備
2.3.2.2 PSQ-PDMS雜化乳液的制備
2.3.2.3 硅-硅-丙雜化乳液的制備
2.4 性能測(cè)試與表征
2.4.1 乳液外觀的表征
2.4.2 乳膠粒子粒徑和粒徑分布的表征
2.4.3 乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性表征
2.4.4 乳液固含量的表征
2.4.5 乳液凝膠率的表征
2.4.6 透射電子顯微鏡(TEM)表征
2.4.7 涂膜抗涂鴉性能的表征
2.4.8 涂膜接觸角的表征
2.4.9 涂膜鉛筆硬度的表征
2.4.10 涂膜吸水率的表征
2.4.11 涂膜附著力的表征
2.4.12 涂層沖擊性能的表征
2.4.13 涂層的柔性表征
2.4.14 涂層耐水性的表征
2.4.15 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
第三章 結(jié)果與討論
3.1 PDMS乳液的制備及性能研究
3.1.1 乳化劑種類對(duì)D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)影響的研究
3.1.2 乳化劑用量對(duì)D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)影響的研究
3.1.3 D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的研究
3.1.4 硅烷偶聯(lián)劑對(duì)D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)影響的研究
3.1.5 PDMS乳液的應(yīng)用研究
3.1.5.1 PDMS乳液的建筑內(nèi)墻漆改性研究
3.1.5.2 PDMS乳液對(duì)傳統(tǒng)PA乳液的抗涂鴉改性研究
3.1.6 PDMS乳液的放大研究
3.2 PDMS/PSQ核殼乳液的制備及性能研究
3.2.1 pH值對(duì)PDMS/PSQ核殼乳液影響的研究
3.2.2 偶聯(lián)劑用量對(duì)PDMS/PSQ核殼乳液影響的研究
3.2.3 PDMS種子乳液對(duì)PDMS/PSQ核殼乳液影響的研究
3.2.4 PDMS/PSQ核殼乳液受核殼比例影響的研究
3.2.5 PDMS/PSQ納米膠囊中PDMS可控釋放的研究
3.2.6 PDMS/PSQ核殼乳液的應(yīng)用研究
3.2.6.1 PDMS/PSQ核殼乳液的建筑內(nèi)墻漆改性研究
3.2.6.2 PDMS/PSQ核殼乳液對(duì)傳統(tǒng)PA乳液的抗涂鴉改性研究
3.2.6.3 PDMS/PSQ粉末的塑料改性研究
3.2.7 PDMS/PSQ核殼乳液的放大研究
3.2.8 PDMS/PSQ/PMMA復(fù)合乳液的制備研究
3.3 PMSQ-PDMS復(fù)合乳液的制備及性能研究
3.3.1 單體配比對(duì)PSQ乳液粒徑影響的研究
3.3.2 乳化劑用量對(duì)PMSQ乳液粒徑影響的研究
3.3.3 催化劑用量對(duì)PMSQ乳液粒徑影響的研究
3.3.4 PMSQ乳液的TEM表征
3.3.5 PMSQ乳液對(duì)PA乳液的共混改性研究
3.3.6 PMSQ-PDMS雜化乳液的制備研究
3.3.7 不同配比的PMSQ與PDMS對(duì)雜化乳液影響的研究
3.3.8 PMSQ-PDMS雜化乳液的成膜研究
3.3.9 PMSQ-PDMS雜化乳液對(duì)PA乳液的共混改性研究
3.4 硅-硅-丙雜化乳液的制備及性能研究
3.4.1 硅-硅-丙雜化乳液的制備研究
3.4.2 固含量對(duì)硅-硅-丙雜化乳液影響的研究
3.4.3 PMSQ用量對(duì)硅-硅-丙雜化乳液影響的研究
3.4.4 PDMS與PA質(zhì)量比例對(duì)硅-硅-丙雜化乳液影響的研究
3.4.5 不同三元比例的硅-硅-丙雜化乳液的TEM表征
3.4.6 硅-硅-丙雜化乳液對(duì)PA乳液的共混改性研究
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者與導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件
本文編號(hào):3853972
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 聚有機(jī)硅氧烷
1.2.1 聚有機(jī)硅氧烷的結(jié)構(gòu)
1.2.2 聚有機(jī)硅氧烷的合成方法
1.2.2.1 環(huán)狀有機(jī)硅氧烷的開(kāi)環(huán)聚合
1.2.2.2 溶膠.凝膠(sol-gel)法
1.3 聚倍半硅氧烷
1.3.1 聚倍半硅氧烷的合成方法
1.3.1.1 溶膠-凝膠(sol-gel)法
1.3.1.2 原位聚合法
1.3.2 溶膠凝膠(sol-gel)法合成聚倍半硅氧烷
1.3.3 聚倍半硅氧烷的性能及應(yīng)用
1.4 有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯乳液
1.4.1 改性方法
1.4.1.1 物理共混法
1.4.1.2 化學(xué)改性法
1.4.2 硅-丙雜化乳液的應(yīng)用
1.5 核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒子
1.5.1 核殼乳液聚合方法
1.5.1.1 間歇法
1.5.1.2 半連續(xù)法
1.5.1.3 平衡溶脹法
1.5.1.4 Pickering乳液聚合法
1.5.2 核殼乳液的應(yīng)用
1.6 本論文的研究目的、意義、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性
1.6.1 論文研究的目的和意義
1.6.2 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.6.3 論文的創(chuàng)新性
第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.1 化學(xué)藥品及試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 制備方法
2.3.1 以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為基礎(chǔ)的含硅雜化乳液的制備
2.3.1.1 PDMS乳液的制備
2.3.1.2 PDMS/PSQ核殼乳液的制備
2.3.1.3 PDMS/PSQ/PMMA雜化乳液的制備
2.3.2 以聚倍半硅氧烷(PSQ)為基礎(chǔ)的含硅雜化乳液的制備
2.3.2.1 PSQ乳液的制備
2.3.2.2 PSQ-PDMS雜化乳液的制備
2.3.2.3 硅-硅-丙雜化乳液的制備
2.4 性能測(cè)試與表征
2.4.1 乳液外觀的表征
2.4.2 乳膠粒子粒徑和粒徑分布的表征
2.4.3 乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性表征
2.4.4 乳液固含量的表征
2.4.5 乳液凝膠率的表征
2.4.6 透射電子顯微鏡(TEM)表征
2.4.7 涂膜抗涂鴉性能的表征
2.4.8 涂膜接觸角的表征
2.4.9 涂膜鉛筆硬度的表征
2.4.10 涂膜吸水率的表征
2.4.11 涂膜附著力的表征
2.4.12 涂層沖擊性能的表征
2.4.13 涂層的柔性表征
2.4.14 涂層耐水性的表征
2.4.15 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
第三章 結(jié)果與討論
3.1 PDMS乳液的制備及性能研究
3.1.1 乳化劑種類對(duì)D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)影響的研究
3.1.2 乳化劑用量對(duì)D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)影響的研究
3.1.3 D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的研究
3.1.4 硅烷偶聯(lián)劑對(duì)D4開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)影響的研究
3.1.5 PDMS乳液的應(yīng)用研究
3.1.5.1 PDMS乳液的建筑內(nèi)墻漆改性研究
3.1.5.2 PDMS乳液對(duì)傳統(tǒng)PA乳液的抗涂鴉改性研究
3.1.6 PDMS乳液的放大研究
3.2 PDMS/PSQ核殼乳液的制備及性能研究
3.2.1 pH值對(duì)PDMS/PSQ核殼乳液影響的研究
3.2.2 偶聯(lián)劑用量對(duì)PDMS/PSQ核殼乳液影響的研究
3.2.3 PDMS種子乳液對(duì)PDMS/PSQ核殼乳液影響的研究
3.2.4 PDMS/PSQ核殼乳液受核殼比例影響的研究
3.2.5 PDMS/PSQ納米膠囊中PDMS可控釋放的研究
3.2.6 PDMS/PSQ核殼乳液的應(yīng)用研究
3.2.6.1 PDMS/PSQ核殼乳液的建筑內(nèi)墻漆改性研究
3.2.6.2 PDMS/PSQ核殼乳液對(duì)傳統(tǒng)PA乳液的抗涂鴉改性研究
3.2.6.3 PDMS/PSQ粉末的塑料改性研究
3.2.7 PDMS/PSQ核殼乳液的放大研究
3.2.8 PDMS/PSQ/PMMA復(fù)合乳液的制備研究
3.3 PMSQ-PDMS復(fù)合乳液的制備及性能研究
3.3.1 單體配比對(duì)PSQ乳液粒徑影響的研究
3.3.2 乳化劑用量對(duì)PMSQ乳液粒徑影響的研究
3.3.3 催化劑用量對(duì)PMSQ乳液粒徑影響的研究
3.3.4 PMSQ乳液的TEM表征
3.3.5 PMSQ乳液對(duì)PA乳液的共混改性研究
3.3.6 PMSQ-PDMS雜化乳液的制備研究
3.3.7 不同配比的PMSQ與PDMS對(duì)雜化乳液影響的研究
3.3.8 PMSQ-PDMS雜化乳液的成膜研究
3.3.9 PMSQ-PDMS雜化乳液對(duì)PA乳液的共混改性研究
3.4 硅-硅-丙雜化乳液的制備及性能研究
3.4.1 硅-硅-丙雜化乳液的制備研究
3.4.2 固含量對(duì)硅-硅-丙雜化乳液影響的研究
3.4.3 PMSQ用量對(duì)硅-硅-丙雜化乳液影響的研究
3.4.4 PDMS與PA質(zhì)量比例對(duì)硅-硅-丙雜化乳液影響的研究
3.4.5 不同三元比例的硅-硅-丙雜化乳液的TEM表征
3.4.6 硅-硅-丙雜化乳液對(duì)PA乳液的共混改性研究
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者與導(dǎo)師簡(jiǎn)介
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本文編號(hào):3853972
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