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将纳米SiO2引入含氟丙烯酸酯体系中,除了可使产物兼具SiO2的硬度、耐热性等性能和含氟丙烯酸酯优良的表面特性(疏水、疏油、耐沾污),还可以利用两者的协同效应获得更优异的综合性能。本论文采用溶胶-凝胶法,在丙烯酸酯单体为油相介质中,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,KH-570为改性剂,通过乳液法制备出在胶束中分散的改性纳米SiO2预乳化液。采用细乳液聚合与核壳聚合相结合的聚合方法,将改性纳米SiO2预乳化液与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)和丙烯酸(AA)等单体反应,制备出以非含氟丙烯酸酯为核,以含氟丙烯酸酯为壳的纳米SiO2/含氟丙烯酸酯复合乳胶粒,并对其结构和性能进行研究。本论文的主要研究内容及成果包括如下方面:(1)研究了体系pH值、水解时间、乳化剂种类及其用量、助乳化剂HD用量和硅烷偶联剂KH-570的用量对预乳化剂稳定性、SiO2生成量和SiO2接枝率的影响。并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对纳米SiO2的改性效果进行表征。结果表明当以DNS-86为乳化剂,其用量占总单体质量分数4%(核壳乳化剂比例为2:1),pH值为2,助乳化剂为总单体质量分数2.5%,硅烷偶联剂KH-570占纳米SiO2用量的40%时,在常温下水解24h可制得纳米SiO2表面接枝率大,稳定性好的预乳化液。对改性前后的纳米SiO2进行FT-IR分析的结果表明,KH-570分子以共价键的形式成功接枝到了纳米SiO2表面。(2)将改性纳米SiO2预乳化液与丙烯酸酯单体、含氟单体通过细乳液聚合与核壳聚合相结合的方法制备出纳米SiO2/含氟丙烯酸酯复合乳液。分析聚合反应机理,考察超声处理条件、乳化剂、助乳化剂、引发剂、纳米SiO2、DFMA用量和成膜温度对乳液聚合过程及乳胶膜性能的影响。采用粒径分析(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、接触角测试(CA)、热重分析(TG)等表征乳液的结构及形态、乳胶膜的表面性能和耐热性能。结果表明:表面接枝上了双键的纳米SiO2与含氟丙烯酸酯单体均参与了聚合反应;复合粒子具有明显的核壳结构;复合乳液粒径比聚丙烯酸酯乳液增大;超声处理时间和功率分别为9min和120w时,复合乳胶粒粒径最小,体系稳定性最好;在DNS-86用量为4%,HD用量为2.5%,体系稳定性和乳胶膜耐水性最好;随着纳米SiO2用量增大,乳胶膜耐水性先提高后略有降低,综合考虑其适宜用量约为5.5%;随着DFMA用量增加,乳胶膜疏水性提高,且当SiO2用量为5.5%,DFMA用量为6%时,涂膜对去离子水的接触角高达102.9°;纳米SiO2和DFMA的引入能大大提高丙烯酸酯乳胶膜的疏水性和热稳定性。当成膜温度为50℃时,复合乳胶膜的水接触角达到最大。