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有机硅乳液因聚硅氧烷有许多优异的性能特点,广泛应用于胶黏剂、防水涂料等领域。文章对聚硅氧烷乳液的类型、制备方法及其应用进行了综述,并对其在疏水材料中的应用研究也作了介绍。文章较详细地讨论了烃基多烷氧基聚硅氧烷乳液的聚合工艺、乳液性能及其涂层性能,重点讨论了甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)、丙基三甲氧基硅烷(PTMOS)、γ-(2,3环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(EPTMOS)及端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)乳液共聚制得的聚硅氧烷复合乳液在超疏水涂层方面的应用。文章首先以PTMOS、MTEOS、辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)单体,以十二烷基硫酸钠(SDS),十二烷基苯磺酸钠(SDBS),烷基酚聚氧乙烯基醚(OP-10)为复合乳化剂,通过乳液聚合合成了性能稳定的烃基多烷氧基聚硅氧烷乳液。探讨了加料方式(一次加料、单体滴加)、单体配比、反应温度及时间等条件对聚合乳液粒子结构及性能的影响;讨论了乳液聚合过程的乳胶粒变化,并初步讨论了其成核机理。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对聚合物结构进行了测试,通过动态激光粒度仪(DLS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对乳胶粒尺寸结构进行了测试,通过热重分析仪(Tg)表征了聚合物热性能,通过静态接触角测试仪表征了乳液涂层的疏水性能,通过X射线衍射仪(XRD)表征了聚合物物相特征。结果表明,单体滴加方式的乳液聚合合成的乳液粒径较一次加料方式的乳液聚合合成的乳液粒径小,而分布较宽;两种加料方式得到的乳液(理论固含量为30%)最终实际固含量分别为15.6%(一次加料)和15.5%(单体滴加);在单体滴加法合成的乳液过程中,其乳液粒径尺寸变化在聚合反应过程中明显存在三个阶段(成核期,增长期,稳定期),最终稳定乳液的乳胶粒结构为规整的核-壳球形,其中,核主要成分为Si-O-Si结构,壳主要成分为烷基基团,并对该种核壳结构形成机理做了初步推断;烷基多烷氧基聚硅氧烷乳液具有良好的稀释、储存、离心和耐电解质稳定性;在纸张中形成的涂层疏水性能最佳的乳液为OTMOS/PTMOS(摩尔比1:4)共聚乳液,接触角为110.8°。热重分析表明,烷基多烷氧基聚硅氧烷初始分解温度在350-450℃之间,而随着所用硅烷中带有的烷基基团的增大,相对应的聚硅氧烷聚合物在氮气气氛中的残余量逐渐减小。有机硅聚合物本身具有疏水性,因此对于聚硅氧烷乳液而言,可通过调控纳米粒子大小来控制形成涂膜的表面微纳米结构,进而形成超疏水涂层。本部分在合成的多烷氧基聚硅氧烷乳液的基础上,首先制备了 PTMOS/Si02复合乳液与PTMOS/Si02/苯基三甲氧基硅烷(PHTMOS)共聚复合有机硅乳液,分析比较了不同种类复合乳液的疏水效果后,采用PDMS与PTMOS、MTEOS、EPTMOS乳液共聚得到聚硅氧烷复合乳液。共聚乳液与气相纳米二氧化硅环己烷溶胶、适量的硅烷偶联剂按一定比例共混得到多烷氧基聚硅氧烷复合乳液,将该乳液涂覆在玻璃片后在一定温度下固化即可得到超疏水涂层。采用扫描电镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)表征了涂层表面形貌结构,通过静态接触角测试仪表征了乳液涂层的疏水性能。通过热重分析仪(Tg)表征了聚合物热性能。结果表明,随着二氧化硅含量的增加,涂层接触角先增加后小幅度减小,滚动角则先减小后小幅度增加。在二氧化硅含量一定时,当PHTMOS与EPTMOS混合用量增加(PHTMOS:EPTMOS=1:2,质量比),涂层接触角无明显变化(155°±2°),滚动角明显减小。当二氧化硅用量为23wt%,混合用量为15wt%时,涂层接触角为156.1°,滚动角为3°,涂层的超疏水效果最为理想。