文献名：SiO2非水溶胶在微滴乳液聚合中的原位纳米复合

作者：黄志娟（天津大学， 材料学， 2012， 硕士）

导师：许湧深

摘要：近年来，利用微滴乳液聚合技术（miniemulsion polymerization）制备聚合物基无机纳米复合材料受到人们的广泛关注，但是此项技术同样面临着纳米无机颗粒在有机相中难分散的问题。为了克服此问题，本文将TEOS的非水溶胶-凝胶反应（non-aqueous sol-gel reaction）与微滴乳液聚合技术相结合制备出了聚（苯乙烯-丙烯酸酯）/SiO2纳米复合材料。本文首先以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为助稳定剂、十二烷基硫酸钠（SDS）为乳化剂、过硫酸钾（KPS）为引发剂，成功实施了苯乙烯-丙烯酸酯的微滴乳液聚合。运用动态光散射分析（DLS）表征了乳胶粒的尺寸和尺寸分布。实验结果表明：引发剂KPS浓度增大时，体系内作为聚合反应场所的乳胶粒数变化不大，乳胶粒的平均自由基数目增多，微滴乳液聚合体系的聚合速率增大。乳化剂SDS浓度增大时，乳胶粒之间的聚并减少，稳定存在的聚合反应场所的数目增多，体系的聚合速率增大。助稳定剂对微滴乳液聚合体系的聚合速率影响较小。然后以正硅酸乙酯的非水溶胶-凝胶反应制备了SiO2溶胶，并以PDMS对硅溶胶原位改性，将PDMS改性的SiO2分散于有机单体中并利用微滴乳液聚合技术原位制备了聚（苯乙烯-丙烯酸酯）/SiO2纳米复合材料。采用动态光散射分析、力学性能分析、差示扫描量热分析（DSC）以及透射电镜（TEM）等手段对复合产物进行了表征。结果表明硅溶胶的引入在一定程度上降低了单体珠滴的剪切分散相容性和稳定性，使复合乳胶粒的粒径随硅溶胶含量的增大而增大，粒度分布变宽。复合乳胶粒形态为若干无机粒子以微相区（microdomains）被包覆于有机聚合物中的纳米复合结构形态。随着SiO2含量的增加，复合材料的玻璃化转变温度Tg升高；SiO2的引入提高了材料的断裂强度和屈服应力。

关键词：二氧化硅溶胶； 非水溶胶-凝胶反应； 微滴乳液聚合； 复合乳胶；