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采用传统方法合成出形状规整、分布均一的纳米级无机微球,与高分子预聚物混合,控制反应条件,选用不同的表面活性剂、交联剂,制备出不同形貌特征的有机-无机复合颗粒。主要内容概况如下:1.通过设置实验方案,将微球均匀包覆于有机树脂颗粒上,在保证高比表面的前提下,缓解纳米材料由于小尺寸效应造成的环境危害。2.以无机微球为种子引发预聚物发生聚合反应,制备出氨基树脂复合微球。此方法使用甲醛作为交联剂,代替了传统方法中高价偶联剂等表面活性剂的使用,简化了操作步骤,降低了成本。3.以复合微球作为制孔剂,制备具有表面蜂窝状的多孔材料。4.利用红外光谱FT-IR、扫描电镜SEM、电子能谱测试EDS、激光粒度测试LPA、热失重TGA、表面接触角测试等方法对产物进行分析表征。实施方法和意义如下:
用偶联剂KH-570对无机颗粒表面进行修饰,选用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂,与三聚氰胺甲醛树脂(密胺树脂)预聚物在酸性条件下反应。严格控制反应条件,使纳米级二氧化硅在三聚氰胺甲醛树脂(MF)颗粒上组装,成为高比表面且粒度均一的微米级颗粒。这种组装方法,有望在一定程度上解决纳米级材料对生物体和环境的潜在危害。
使用甲醛对二氧化硅微球进行羟甲基化表面修饰,在酸性条件下加入密胺树脂预聚物,使用超声化学的方法,减少颗粒之间的团聚。二氧化硅微球作为种子引发树脂在其表面缩合,由于表面能的作用生成复合微球。相同条件下做不添加二氧化硅微球及分别使用十二烷基硫酸钠、KH-570代替甲醛做交联剂的对照实验,通过扫描电镜分析发现得到的树脂颗粒形状无规,无法成球,或成球量极少,大小不一。使用甲醛做交联剂,则得到SiO2/MF有机-无机复合微球,用IR、SEM、LPA等表征测试结果表明包覆完整,粒度分布均一。该方法成本低,易操作,可以延伸应用于多种有机/无机复合微球的合成制备过程中。
以SiO2/MF复合微球为发泡剂,使用超声振动的原理,制备密胺树脂多孔材料。经过TGA测试,结果表明该材料具有较好的热性能,可以应用于300℃的高温环境,具有良好的应用前景。