八甲基环四硅氧烷微乳液聚合的研究

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聚硅氧烷由于其独特的物化性能,如:良好的透气性、疏水性、电绝缘性、耐候性、耐药性等,使其广泛的应用于纺织、皮革、建筑、涂料、化妆品、医药等行业。近年来,随着人们环保意识的日益增强,乳液型聚硅氧烷获得了广泛的关注。聚硅氧烷微乳液与传统的乳液不同,它们是各向同性的,宏观上均匀的,微观上不均匀的,热力学稳定的胶体分散体,但由于聚硅氧烷微乳液的固含量较低,从而限制了其应用。  本论文在不使用剪切分散和高压均质的情况下,以八甲基环四硅氧烷(D4)为单体,十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)和异构十三醇聚氧乙烯醚(TO-7)为复合乳化剂,氢氧化钾(KOH)为催化剂,制备了粒径大小为30nm~100nm的聚硅氧烷微乳液,并研究了D4在微乳液下的开环聚合的动力学。  在以复合乳化剂的体系下,考察了非离子乳化剂、阳离子乳化剂、乳化剂配比和乳化剂用量对于微乳液的粒径、粒径多分散指数(PDI)、透光率以及微乳液稳定性的影响。实验结果表明,非离子乳化剂有利于提高微乳液的相对稳定性并且使粒径分布更窄;阳离子乳化剂能够使乳液的粒径变小;随着阳离子乳化剂与非离子乳化剂的质量比增加,乳液粒径先减小后稳定;随着复合乳化剂用量的增加,乳液粒径变小,透光率增加,电解质相对稳定性上升而碱的相对稳定性却随之下降。  在只使用阳离子乳化剂的体系中,研究D4在微乳液下开环聚合的动力学,考察单体浓度,乳化剂浓度,催化剂浓度以及温度对于微乳液聚合的影响。分别用初始浓度法和半衰期法研究了开环聚合动力学和表观活化能。实验结果表明,在80℃下的速率方程可描述为:Rp=k[D4]0.79[OTAC]0.64[KOH]0.38,表观活化能Ea为95.32 kJ mol-1。
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