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本论文报道了在水相条件下,硅溶胶、聚丙烯酸酯乳胶及以水分散性多异氰酸酯,通过Sol-Gel方法,实施乳胶互穿聚合物网络,制备有机-无机杂化新材料。包括三部分工作。
第一部分:用乳液聚合方法,制备了一系列含不同羟基官能团的聚丙烯酸酯乳胶,并讨论了常规乳胶聚合的影响因素。筛选出含3%N-羟甲基丙烯酸酰胺的纯丙乳液和含20%丙烯酸-β-羟基乙酯的羟丙乳液,作为有机-无机杂化材料的有机介质。
第二部分:根据聚合物的自组装原理,设计合成水分散多异氰酸酯。首先,用ε-己内酯和聚乙二醇单甲醚制备控制羟基的烷基疏水改性的聚乙二醇。然后与HDI的三聚体发生接枝,反应合成一系列不同接枝率的水分散多异氰酸酯(N)。其次用八甲基环四硅氧烷代替ε-己内酯进行疏水改性,合成一系列水分散多异氰酸酯(T)。探索了亲水性和疏水性比例对高分子自组装胶束化过程的影响。并用TEM观察了T和N的乳胶粒子形态。发现T的疏水性核存在微相分离的双层结构,在水相中有着优秀的自组装形成胶束的性能,形成乳液更稳定。
第三部分:探索了各种不同的Sol-Gel配方,制备出新的有机-无机杂化涂层材料。用SEM观察了涂层膜的微相分离情况。发现用纯丙作为有机基质的膜中存在200~250nm的SiO2微相区,还达不到纳米级复合水平;而用羟丙乳液构成的有机-无机杂化涂层膜(在15万倍下)观察也是均相体系,可以说达到了分子复合水平。