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1、瞎壓料技大學(xué)論文題目:核殼型納米Si02/含氟聚丙烯酸酯無皂乳液的合成及其性能研究學(xué)科門類:工學(xué)一級學(xué)科:輕工技術(shù)與工程培養(yǎng)單位:資源與環(huán)境學(xué)院碩士生:段吳導(dǎo)師:周建華教授2014年6月STUDYoNSYNTHESISAN’DPROPERTIESoFCoRE.SHELLNANo-S102/FLUoRIN』鑰rEDPoLYACRYL』鲴[’ESoAP.FREEEMULSIoNAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegree
2、ofMasterofEngineeringScienceByHaoDuanSupervisor:Prof.JianhuaZhouJune2014核殼型納米SiOz/含氟聚丙烯酸酯無皂乳液的合成及其性能研究摘要含氟丙烯酸酯聚合物具有拒水拒油性、耐沾污性、耐候性、耐化學(xué)溶劑性、熱穩(wěn)定性等優(yōu)良性能,作為織物的整理劑能夠賦予織物優(yōu)良的拒水拒油性和耐沾污性。納米Si02具有納米尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng),將其應(yīng)用于含氟聚丙烯酸酯改性,能夠進(jìn)一步提高含氟聚丙烯酸酯的防水防油性。核殼乳液聚合技術(shù),以其獨(dú)特的粒子設(shè)計理念,將氟單體主要富集在殼層,從而在降低氟單體用量的同時又
3、保持了有機(jī)氟聚合物原本的性能而備受人們的關(guān)注。反應(yīng)性乳化劑在聚合過程中可成為聚合物的一部分,以反應(yīng)性乳化劑替代小分子乳化劑進(jìn)行乳液聚合,可避免小分子乳化劑存在的弊端。本文合成了核殼型納米Si02/含氟聚丙烯酸酯無皂乳液,并對其性能及在織物整理劑方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究。具體研究簡述如下:(1)以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)為含氟單體,采用核殼粒子設(shè)計理念,通過無皂乳液聚合技術(shù)合成了核殼型納米Si02/含氟聚丙烯酸酯無皂乳液??疾炝藴囟?、攪拌速度、KH.570加料方式對乳液聚合的影響;研究了引發(fā)劑用量、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的核殼比、MMA和BA的配比、反應(yīng)性乳
4、化劑用量、丙烯酸羥乙酯(HEA)用量、Y.甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH.570)用量、丙烯酸十八酯(SA)用量、DFMA用量以及正硅酸乙酯(TEOS)用量對無皂乳液及其膜性能的影響;對乳液的化學(xué)結(jié)構(gòu)、微觀形貌、粒徑大小及分布進(jìn)行了表征;對成膜進(jìn)行了表面形貌觀察和表面元素分析并探討了乳液的成膜機(jī)理。結(jié)果表明,當(dāng)采用聚合溫度為83℃、攪拌速度為250r/min、KH.570在殼層乳液聚合階段的后1/4加入能夠得到轉(zhuǎn)化率高、穩(wěn)定性好的無皂乳液。透射電子顯微鏡(TEM)結(jié)果顯示成功地制備具有核殼結(jié)構(gòu)的無皂乳液;原子力學(xué)顯微鏡(AFM)和掃描電子顯微鏡及能譜分析儀(SEM.EDX)結(jié)
5、果表明含氟聚丙烯酸酯無皂乳液膜具有納米粗糙表面,通過Si02改性,可進(jìn)一步提高其表面粗糙度。(2)研究了整理劑濃度、焙烘溫度及時問對織物防水防油性能的影響,考察了MMA和BA的核殼比、MMA和BA的配比、SA用量、DFMA用量以及TEOS用量對織物防水防油性能的影響,確定了織物整理的最佳工藝條件,通過SEM對整理織物的纖維表面形貌進(jìn)行了觀察。研究結(jié)果表明,隨著DFMA用量的增加,織物防水防油性能逐漸提高,表面自由能不斷降低,最低可達(dá)到14.98mN/m,TEOS用量為4%時,織物拒水拒油性最優(yōu),SEM結(jié)果顯示整理后的織物纖維表面被聚合物薄膜均勻覆蓋,薄膜上分布有納米Si02微粒。關(guān)
6、鍵詞:含氟聚丙烯酸酯,納米Si02,無皂乳液,核殼結(jié)構(gòu),防水防油劑SYNTHESISANDPROPERTIESOFCORE.SHELLNANo—S102/FLUoRINATEDPoLYACRYLATESoAP.FREEEMULSIoNABSTRACTFluorinatedpolyacrylatehasexcellentpropertiessuchaswater/oilrepellentpropertis,dirtresistanceproperty,weatherresistancepropertyandthermalstability.Fluorinatedpolyacrylat
7、eisusedastextilefishingagenttoimprovewater/oilrepellentpropertisanddirtresistancepropertyoftextile.Nano-Si02hasnano—sizeeffect,surfaceeffect,quantumsizeeffectandmacroscopicquantumtunneleffect.Thewater/oilrepellentpropertiesoffluorinated