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本论文采用60W高压汞灯作光源,以偶氮二异丁腈(AIBN)为主要光引发剂,采用乳液聚合法合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)乳液、甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸丁酯(BA)/丙烯酸(AA)三元共聚乳液和硅丙乳液,并采用溶胶—凝胶法制备了PMMA/TiO2杂化材料。
用紫外光引发可以有效地合成粒径为100nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯乳液,探讨了光照、引发剂、单体等各因素对聚合反应的影响。结果为:单体的转化率随光照时间和单体浓度的增加而上升,在光引发剂浓度为3%时达到最大值,而后下降,几种常见的光引发剂的相对活性为TPO>ITX/EDAB>Irgacure184>AIBN。
在合成紫外光引发甲基丙烯酸甲酯乳液的经验上,探讨了同样引发体系下MMA/BA/AA的三元共聚乳液的合成条件。通过比较,光照、引发剂浓度等聚合条件对反应的影响趋势与MMA的均聚类似。但共聚乳液的聚合速率较快,在2h后转化率就达到了80%。且由于AA的影响,几种光引发剂的相对活性为:ITX/EDAB>Irgacure184>AIBN>TPO。
本文还进行了紫外光引发硅丙乳液的聚合研究。热引发体系常会带来较大量的凝胶,而紫外光引发为常温,克服了硅氧烷水解速率过快的缺陷,能大大降低凝胶率。实验还采用了较难水解的有机硅氧烷单体C—1706,研究了有机硅含量、种类及加入时间对乳液合成和性能的影响。结果表明,硅氧烷单体含量应控制在8%以内,后交联技术有利于聚合反应的进行,且硅丙乳液的热稳定性较纯丙显著提高。
有机—无机纳米材料日益成为研究热点,本文在合成PMMA乳液的基础上,将TiO2加入到PMMA中,采用溶胶凝胶法先后合成了无偶联剂作用和有偶联剂作用的PMMA/ TiO2杂化材料。前者为物理包覆,后者则通过化学键形式引入到聚合物中。对杂化材料的结构和性能进行了表征,结果表明,无机组分的加入提高了聚甲基丙烯酸甲酯的力学和热学性能。