石榴状PA/SiO_2接枝复合乳胶的原位法制备及其胶膜结构形成机制

【摘要】无机功能颗粒存在下，水性胶乳在目标织物表面的成膜附着是纺织品功能整理中普遍存在着的一个固化成型过程。通常认为无机颗粒在所成胶膜内特定结构的分散和排列可赋予其更好的功能性和粘结牢度。但目前常用的、基于简单物理共混的水性胶乳成膜体系下，无机颗粒在最终胶膜内的分散状态往往严重失控，这极大地影响了胶膜品质的提升及功能颗粒功效的充分发挥。近二十年来，基于原位聚合的接枝复合乳胶制备技术取得了长足的发展。由此制得的具有不同形态结构和接枝状态的粘合剂/无机颗粒复合乳胶用于功能整理，则有望解决上述关键共性问题。但目前对接枝复合胶膜形态结构形成机制的研究较少，特别是针对其中复合乳胶形态与其胶膜结构间的关联仍缺乏系统研究。本课题以纳米SiO2为代表性无机功能颗粒，通过硅烷偶联剂MPS偶联改性、介质置换等过程制备一系列亲水亲油性不同的纳米SiO2水分散液和丙烯酸酯单体分散液。进而分别通过微悬浮、乳液等原位聚合技术，制备一系列具有不同接枝状态和粒径大小的石榴状复合乳胶。发现，偶联改性可有效改变SiO2表面亲水亲油性。当其表面改性程度较高时，SiO2可完全分散于丙烯酸酯类单体中。进而可通过原位微悬浮聚合制得具有典型石榴状结构特征的亚微米级PA/SiO2接枝复合乳胶。而当偶联程度适中时，SiO2可在单体/水两相界面起到类似分散剂的作用，并随着聚合的进行和其表面接枝链的增多而被拉进PA乳胶粒内。因而通过原位乳液聚合可制备具有典型石榴状结构特征的纳米级PA/SiO2接枝复合乳胶。在上述制备过程中，通过协同改变反应配方、操作条件及MPS偶联程度等因素，可在较大范围内调控石榴状复合乳胶的粒径大小和接枝状态。将上述具有不同粒径大小和接枝状态的石榴状复合胶乳用于胶乳成膜，并与传统物理共混胶膜进行形态结构比较。发现传统物理共混胶乳成膜过程中，随着介质水的挥发及胶粒间的相互靠近融合，与粘合剂聚合物在极性、浸润性、亲水亲油性等方面存在巨大差异的SiO2极易被排斥而在胶膜内堆积形成较大尺寸的颗粒聚集体，这也正是导致当前传统功能整理涂层品质较差的原因之一。而石榴状复合乳胶中，SiO2被高效地预先包裹于乳胶粒内，且成膜过程中胶粒间的表层形变融合对胶粒内SiO2的影响较少，因而最终可在整个复合胶膜内均匀形成大量胶粒大小的石榴状SiO2团簇体。且在高偶联改性情况下，复合胶粒内可形成以SiO2为交联点的复杂交联结构，因而相应的SiO2团簇体在高流动性的溶液体系中可保持其原有可控聚集结构，即这种石榴状SiO2团簇体属于热力学稳定结构。因而认为，与粘合剂胶粒的预先高效复合，是解决功能颗粒在胶膜中可控分散和有序排列的有效策略之一。本基础性研究通过原位聚合制备石榴状接枝复合乳胶，并分析复合胶粒大小和接枝状态对胶膜中功能颗粒分散-聚集状态的影响，进而构筑石榴状接枝复合胶膜形态结构的形成机制，以从微观角度指导内含功能颗粒复合乳胶的制备及应用。
【作者】赵晓丽；
【导师】戚栋明；
【作者基本信息】浙江理工大学，纺织化学与染整工程，2014，硕士
【关键词】水性复合胶乳；石榴状结构；成膜；接枝状态；膜结构；

【参考文献】
[1]孙求实.漠河盆地晚侏罗系以来剥露过程研究[D].吉林大学,岩石学、矿物学、矿床学,2013,硕士.
[2]王园园.大型支承辊铸锻成形工艺及数值模拟技术[D].河南科技大学,材料加工工程,2014,硕士.
[3]杨阳.基于RBF神经网络的有源电力滤波器预测控制策略研究[D].郑州大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[4]申思.城市公园中地域文化的表达[D].苏州大学,艺术设计（专业学位）,2014,硕士.
[5]张占龙,李冰,杨霁,黄丹梅,高磊.微波感应式电力线防盗在线监测系统[J].电力系统自动化,2006,22:93-95.
[6]刘迪茹.乳清蛋白脂肪替代物的制备及应用[D].吉林大学,食品工程,2014,硕士.
[7]黄晓强.基于智能方法的结构振动控制及损伤诊断研究[D].天津大学,结构工程,2004,硕士.
[8]衡朝阳.瞿秋白“历史的工具论”探析[D].华东师范大学,中共党史,2004,硕士.
[9]史淼.山东省高新技术产业竞争力研究[D].山东师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[10]赵宇.议一种创新型旅游方式——低碳旅游[J].旅游纵览(下半月),2015,05:244+253.
[11]李兆平,汪挺,郑昊.基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站关键工况控制措施研究[J].岩石力学与工程学报.
[12]蔺红静.临床护理人员职业性腰背部疼痛原因调查分析[D].吉林大学,护理学,2013,硕士.
[13]李森.基于层次分析法的连续风险管理在铅酸蓄电池项目中的应用研究[D].北京化工大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[14]马牧林.EGFR和C-erbB-2在胃癌中的表达及其临床意义[D].青岛大学,病理学,2013,硕士.
[15]刘俊成.机床夹具在设计过程中夹紧力的计算[J].工具技术.2007(06)
[16]郑岩,顾学迈,郭庆,贾敏,娄毅.LTE架构下的Macro-Femtocell网络干扰建模[J].吉林大学学报(工学版).
[17]张兴.SWP线搜索下非线性共轭梯度法全局收敛性理论研究[D].广西大学,应用数学,2004,硕士.
[18]丛亚娟.蒙古族传统家具图案的影响因素研究[D].内蒙古农业大学,设计艺术学,2013,硕士.
[19]杨震.我国企业对外直接投资区位选择影响因素研究[D].华侨大学,企业管理,2013,硕士.
[20]刘岩.乙型脑炎病毒的适应性传代及规模化培养[D].吉林大学,制药工程,2014,硕士.
[21]张泽浦,方精云,菅诚.邻体竞争对植物个体生长速率和死亡概率的影响:基于日本落叶松种群试验的研究[J].植物生态学报,2000,03:340-345.
[22]朱国磊.移动视频监控平台软件的研究与开发[D].浙江工业大学,2013.
[23]许道涛.多时期多配送中心选址点的最优变化轨迹问题研究[D].浙江大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[24]曹向英.光纤接入网传输技术分析[J].现代电信科技.1998(01)
[25]王爱华,陶旭莲,唐金蓉,袁振明.外气对铝合金力学性能的影响[J].中国气功科学.1995(02)
[26]陈生昌,曹景忠,马在田.稳定的Born近似叠前深度偏移方法[J].石油地球物理勘探,2001,03:291-296+382.
[27]郭乙辉.在城农民工生活满意度影响因素研究[D].浙江大学,2008.
[28]于维鹏.货车制动梁中频加热控制系统研究与实现[D].辽宁工程技术大学,电机与电器,2012,硕士.
[29]汪佩林.联合应用重组人粒细胞集落刺激因子和重组人促红细胞生成素对新生鼠缺氧缺血性脑病神经保护作用的研究[D].蚌埠医学院,儿科学,2013,硕士.
[30]卢永收.欣母沛联合改良Hwu缝合术治疗剖宫产术中子宫下段出血的临床分析[D].山东大学,妇产科学（专业学位）,2012,硕士.
[31]张晶晶,张礼敬,陶刚.人的可靠性分析研究[J].中国安全生产科学技术,2011,01:76-81.
[32]杨春革.基于ArcGIS的公路大件运输线路选择问题研究[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[33]张改课.贵州北盘江流域新石器遗存的初步研究[D].西北大学,考古学及博物馆学,2013,硕士.
[34]王春雷.稀磁半导体锐钛矿二氧化钛掺杂改性的第一性原理研究[D].北京交通大学,2014.
[35]罗琳.水物理化学作用下渭河河床渗透系数变化机理研究[D].西北大学,环境工程（专业学位）,2012,硕士.
[36]赵陈晨.基于精明增长的集镇社区规划设计研究[D].成都理工大学,自然地理学,2013,硕士.
[37]周家合.VEGFR3基因rs307826和CYP3A5基因rs776746多态性与肾癌的相关性研究[D].苏州大学,泌尿外科学（专业学位）,2013,硕士.
[38]韩友杰.我国优秀乒乓球横板进攻型选手马龙、张继科的技战术对比研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[39]焦静静.新型离子液体型表面活性剂在水溶液中的胶束化行为[D].山东大学,胶体与界面化学,2013,硕士.
[40]王雨潇.制导控制系统性能评估方法研究[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[41]郭慧慧.锂—匹罗卡品诱导的颞叶癫痫大鼠苔藓纤维发芽及门区异位颗粒细胞的观察研究[D].华中科技大学,影像医学与核医学,2013,硕士.
[42]沈海峰.基于贝叶斯网络数据挖掘技术理论及算法的研究[D].合肥工业大学,2002.
[43]周成.现代汉语单纯动趋式及其对外汉语教学研究[D].湖北大学,语言学及应用语言学,2012,硕士.
[44]何旺君.新型电机端盖的研制[D].南昌航空大学,材料工程,2013,硕士.
[45]肖宝华.论高等法学教育中的法律语言教育[D].首都师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[46]李艳梅.股权与债务融资对企业投资决策行为影响研究[D].内蒙古大学,会计,2014,硕士.
[47]赵焕新,于洪涛,全燮.石墨烯包覆的氧化亚铜高活性光电催化薄膜电极的制备及表征[A].中国化学会.中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C].中国化学会:,2010:1.
[48]郭瑞.山西民间古建筑油饰彩画制作材料及工艺分析[D].西北大学,文物保护学,2014,硕士.
[49]赵丁丁.郑东新区的竞争战略选择分析[D].河北大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[50]白茹.基于模数协调下的钢结构住宅体系化设计方法研究[D].北京交通大学,2014.