綠色環保型納米SiO2改性丙烯酸乳液的研究

  為了改善丙烯酸涂料耐候性、耐熱性和耐摩擦性差的缺點,同時保留其優點,可用無機納米二氧化硅SiO2對丙烯酸涂料進行改性,使其同時具有丙烯酸乳液和無機納米粒子兩者的優良性能.納米SiO2/丙烯酸酯復合乳液以水為介質,具有價廉、安全無污染綠色環保及使用方便等優點.但納米SiO2粒子一般具有親水性,而丙烯酸樹脂等有機高聚物具有親油性,故在未經任何處理的情況下,納米SiO2粒子很難穩定分散于丙烯酸酯中,它們之間存在嚴重的相分離現象.復合乳液的聚合過程中,無機物和有機物表面性質上的差異影響其封裝效率,從而影響了復合乳液的穩定性,難以發揮無機/有機復合材料的優良性能.通過對納米SiO2進行表面改性,可以改善其與有機物的結合,可以較好的制備出無機一有機的納米SiO2/丙烯酸酯復合乳液.

納米二氧化硅的制備及表面改性

  分別量取5 ml質量分數為25%的氨水和 20ml無水乙醇加人裝有攪拌器、溫度計和滴液漏斗的三口燒瓶中,緩慢攪拌.再分別量取6 ml TEOS和20 ml無水乙醇于小燒杯中混合均勻后,移入滴液漏斗中,緩慢滴加,在35℃水浴中反應完全.

  用十六烷基三甲基溴化銨對制備的納米SiO2進行表面改性.

聚丙烯酸酯復合乳液的制備

  單體預乳化:向三口燒瓶中加入一定量的NaHCO3,0.60 g 十二烷基苯磺酸鈉和0.4 ml OP一10乳化劑,攪拌,用NaOH 溶液調節體系pH至9～10,水浴升溫至35℃.加入9.4 ml甲基丙烯酸甲酯和12.4 ml丙烯酸丁酯,快速攪拌,預乳化30min.倒出2/3預乳化液,并移入滴液漏斗中.

  乳液復合:向三口燒瓶中加入改性的納米SiO2,快速攪拌30 min.水浴升溫至75℃,加入一定量的引發劑,反應0.5 h后,開始緩慢滴加單體預乳化液﹐并每隔1 h補加一次引發劑水溶液.反應4h,保溫30 min,冷卻.

SiO2改性前后的紅外譜圖

  對TEOS水解生成的納米SiO2和經十六烷基三甲基溴化銨表面改性的納米SiO2進行紅外光譜(FT一IR)分析.

  由圖1可以看出﹐在3439 cm-1處出現羥基的特征峰,在900~1000 cm-1處出現Si-OH鍵的彎曲振動峰.據此可知,納米SiO2顆粒表面存在大量的羥基.比較改性前后紅外譜圖3000~3450 cm-1處的羥基峰,發現改性后的羥基峰強度明顯變弱,說明納米SiO2表面的羥基參與了反應.

  將正硅酸乙酯水解形成的并經十六烷基三甲基溴化銨表面改性的納米 SiO2引人到丙烯酸酯乳液合成過程中,可制備無機一有機的納米SiO2/聚丙烯酸酯復合乳液

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二氧化硅表面修飾硅烷偶聯劑APTS    

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甲基修飾二氧化硅膜    

聚多巴胺表面修飾納米二氧化硅    

二氧化硅表面單層自組裝膜的修飾    

籠型聚倍半硅氧烷修飾介孔二氧化硅SiO2(POSS-MPS)    

乙烯基修飾的微孔二氧化硅膜    

酞菁修飾的磁性二氧化硅納米管    

硅烷偶聯劑修飾納米SiO2改性MF/PVA纖維(KH570-SiO2)    

苯基修飾的二氧化硅膜    

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二氧化硅修飾的親水性KLaF4    

酰肼修飾單分散二氧化硅微球    

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苯基修飾的疏水微孔二氧化硅膜    

納米二氧化硅修飾的3D打印氣管支架    

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二氧化硅納米顆粒修飾平板絲    

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聚甲醛/不同表面修飾二氧化硅納米復合材料    

納米二氧化硅修飾玻纖表面    

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表面修飾碳硼烷的介孔二氧化硅納米球    

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γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)修飾納米SiO2    

載體SiO2表面修飾對釩基催化劑    

POSS基聚合物修飾二氧化硅納米粒子    

聚馬來酸酐和二氧化硅修飾的水溶性CdSe/ZnS熒光量子點    

單鏈dna核酸適配體修飾二氧化硅/四氧化三鐵磁性微球    

SiO2微球修飾浸潤劑    

苯基修飾二氧化硅納米片纖維    

納米二氧化硅修飾葉蠟石粉體    

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