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硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液的研究现状

作者:银丰技术部来源:银丰技术 浏览次数: 日期:2019-09-26

将硅溶胶引入到聚丙烯酸酯乳液中得到复合乳液,兼具无机与有机的综合特性,扩大了复合乳液的应用领域。

目前其制备方法主要有:机械共混法、溶胶-凝胶法、原位乳液聚合法。

机械共混法是在搅拌、震荡、研磨等机械作用力下,采用乳液聚合工艺法制备硅溶胶与聚丙烯酸酯的共混复合乳液,是目前规模化工业生产无机有机纳米复合乳液最常用的方法。该方法操作简单、生产效率高、成本低,适用范围广,在过程中易控制纳米粒子的形态及分布,复合乳液及其涂膜的某些性能在一定程度上有所提高,但存在不能维持硅溶胶在聚合物乳液中均匀分散的缺陷。虽然可以添加乳化剂、分散剂等外添加物来改善二者的相容性,但硅溶胶与聚合物乳液仅通过分子键作用力结合并没有化学键作用,而硅溶胶较大的比表面积及表面能作用,致使体系易出现分层、沉降等储存稳定性差的问题,给复合乳液的储存和运输带来了极大不便,同时制约了乳液及其涂膜性能的大幅提高。

溶胶-凝胶法是将硅溶胶的前驱体(如正硅酸乙酯)与丙烯酸酯单体同时分散在乳化剂所形成的胶束中,在酸/碱催化剂作用下,加入一定量添加剂,促使前驱体上的烷氧基发生水解缩合反应,生成纳米硅溶胶,随后在引发剂的作用下与丙烯酸酯单体发生自由基聚合反应,得到硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液。也可将硅溶胶前驱体直接溶解在含羟基或羧基的丙烯酸酯乳液中,通过水解缩合反应,生成纳米硅溶胶,然后将共混物干燥处理即可制备出具有半互穿网络结构的硅溶胶改性聚丙烯酸酯复合乳液。

原位乳液聚合法是将去离子水、乳化剂及丙烯酸酯单体按一定比例放入反应器中预乳化,在机械搅拌或超声波作用下,将经表面改性后的纳米颗粒与丙烯酸单体同时分散在胶束中,体系升到一定温度,在引发剂作用下丙烯酸单体发生自由基聚合,制备出无机有机纳米复合乳液。选择经表面改性的纳米物可以提高其与丙烯酸酯单体及其聚合物有较好的相容性,减少团聚。

目前,关于无机纳米粒子与聚合物乳液的研究与应用都相对成熟,但是有关无机纳米粒子与乳液聚合物复合的研究尚在研究阶段,针对改性无机纳米粒子在后处理阶段及再分散过程仍存在部分团聚现象还有待更深入的探究有效解决手段。化学法制备的有机/无机纳米复合乳液虽然储存稳定性好、综合性能优异,但是其复杂的制备工艺和反应条件要求,导致现阶段实际应用和销售仍受限制。

所属类别: 行业新闻

该资讯的关键词为:硅溶胶  乳液聚合法  有机纳米 

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