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微（细）乳液体系中聚合物胶乳和无机纳米粒子的制备研究

作　者: 陈均
导　师: 张志成
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 微乳液聚合 微乳液共聚 助乳化剂 甲基丙烯酸甲酯 苯乙烯 细乳液聚合 剂量率 聚合物 单体浓度 复配体系
分类号: TB383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


微乳液是一种新型的反应介质。本论文首先通过选择高效的乳化剂体系成功实现高单体含量的微乳液聚合，其次，以水包油（O／W）型微乳液为模板制备了介孔硫化镉（CdS）纳米粒子，最后研究了以可聚合乳化剂为单一稳定剂的苯乙烯细乳液聚合。本论文的主要工作和结果分别叙述如下：1．γ射线引发高单体含量微乳液聚合（1）高单体含量丙烯酸丁酯微乳液聚合。通过选择可聚合的乳化剂12-丙烯酰氧基-9-十八烯酸（AOA）与十二烷基硫酸钠（SDS）进行复配，在AOA／SDS重量比为2时，成功地实现高单体含量的丙烯酸丁酯微乳液聚合，即在8wt％乳化剂存在下能够配制BA含量高达40wt％的微乳液，且通过γ射线引发聚合后获得透明、稳定的微胶乳。研究了各条件参数对聚合物粒径及聚合动力学的影响。随着剂量率、乳化剂浓度的减小和溶胀单体含量的增加，聚合物粒径随之增大，而粒子数目随之减少。聚合反应动力学符合微乳液聚合的特征，没有恒速期的存在，聚合反应速率随着单体浓度和剂量率的增加而增加。（2）高单体含量甲基丙烯酸甲酯微乳液聚合。通过对不同组成的AOA／SDS复配体系作为乳化剂形成的微乳液的最大单体增容量和相图的研究发现，当AOA／SDS的重量比在2的时候，该乳化剂体系所形成的微乳液中甲基丙烯酸甲酯的含量能高达38.6wt％，而乳化剂用量可低至5.5wt％，且微乳液通过γ射线引发聚合后能保持透明、稳定。考察了不同反应条件对聚合物粒径和聚合动力学的影响。随着剂量率的减小和溶胀单体含量的增加，聚合物粒径随之增大，而粒子数目随之减少。聚合反应动力学符合微乳液聚合的特征，没有恒速期的存在，聚合反应速率随着单体浓度和剂量率的增加而增加。（3）高单体含量丙烯腈和丙烯酸丁酯微乳液共聚。使用AOA／SDS重量比为4的复配体系作为乳化剂成功地实现了高单体含量的丙烯酸丁酯与丙烯腈的微乳液共聚合，并获得单分散性好的透明稳定的微胶乳。通过IR和DSC分析表明聚合物为无规共聚物，共聚物的玻璃化温度随着体系中丙烯腈含量的增加而增大。2．利用O／W微乳液（OP-10／OP-4／环己烷／异丙醇／水）体系为模板，以CdCl2和硫代乙酰胺为原料合成出了CdS纳米粒子。结果表明合成的CdS具有介孔结构且结晶性很好，在室温下以波长为360nm的光激发，CdS纳米粒子只在690nm处出现由于表面缺陷和俘获引起的表面态发光峰。3．研究了可聚合乳化剂AOA为单一稳定剂的苯乙烯细乳液聚合。实验结果表明聚合反应动力学符合细乳液聚合的特征，没有恒速期的存在，且能获得单分散的、表面功能化的聚苯乙烯胶乳粒子。

全文目录


目录  4-6
摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章 绪论  10-39
  1.1 引言  10-12
  1.2 微乳液聚合的研究概况  12-20
    1.2.1 O/W微乳液聚合  13-17
    1.2.2 W/O型微乳液聚合  17-20
    1.2.3 双连续相微乳液聚合  20
  1.3 微乳液聚合应用的最新进展  20-28
    1.3.1 高固含量的微乳液聚合  20-24
    1.3.2 微乳液聚合在纳米材料中的应用  24-28
  1.4 微乳液体系中无机纳米材料的制备研究  28-30
  1.5 本论文思路  30-31
  参考文献  31-39
第二章 γ射线引发高单体含量微乳液聚合  39-78
  2.1 引言  39-41
  §2.2 高单体含量丙烯酸丁酯微乳液聚合  41-52
    2.2.1 实验部分  41-43
    2.2.2 结果与讨论  43-51
    2.2.3 结论  51-52
  §2.3 高单体含量甲基丙烯酸甲酯微乳液聚合  52-65
    2.3.1 实验部分  53-54
    2.3.2 结果与讨论  54-64
    2.3.3 结论  64-65
  §2.4 高单体含量丙烯腈和丙烯酸丁酯微乳液共聚  65-74
    2.4.1 实验部分  66-67
    2.4.2.结果与讨论  67-73
    2.4.3 结论  73-74
  参考文献  74-78
第三章 微乳液体系制备介孔CdS纳米粒子  78-95
  3.1 引言  78-79
  3.2 实验部分  79-81
    3.2.1 试剂  79-80
    3.2.2 合成过程  80
    3.2.3 测试与表征  80-81
  3.3 结果与讨论  81-91
    3.3.1 化学法制备介孔硫化镉  81-83
    3.3.2 辐射法制备介孔硫化镉  83-91
  3.4 结论  91-92
  参考文献  92-95
第四章 可聚合乳化剂稳定的苯乙烯细乳液聚合  95-105
  4.1 引言  95-97
  4.2 实验部分  97-98
    4.2.1 试剂  97
    4.2.2 聚合方法  97
    4.2.3 测试与表征  97-98
  4.3 结果与讨论  98-102
  4.4 结论  102-103
  参考文献  103-105
附录:攻读学位期间所做的工作  105-106
致谢  106

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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