功能化聚丙烯酸酯乳液的表面改性及产物性能

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2011.01.003

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (1): 12-17,29.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.01.003

功能化聚丙烯酸酯乳液的表面改性及产物性能

廖文波瞿金清李忠陈焕钦

华南理工大学化学与化工学院，广东广州51064

收稿日期:2010-05-14 修回日期:2010-08-09 出版日期:2011-01-25 发布日期:2010-12-01
通信作者: 瞿金清(1970一)，男，副研究员，主要从事精细化学品的合成与应用研究．E—mail：cejqqu@scut．edu．cn E-mail:cejqqu@scut.edu.cn
作者简介:廖文波(1982一)，男，博士生，主要从事精细化学品的开发与应用研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(20976060)；教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET一08—0204)

Inorganic Hybrid Modification on Surface Functionalized Polyacrylate Emulsions and Properties

Liao Wen-bo Qu Jin-qing Li Zhong Chen Huan-qin

South China university of technology and engineering college chemistry, guangdong guangzhou 51064

Received:2010-05-14 Revised:2010-08-09 Online:2011-01-25 Published:2010-12-01
Contact: 瞿金清(1970一)，男，副研究员，主要从事精细化学品的合成与应用研究． E-mail:cejqqu@scut.edu.cn
About author:廖文波(1982一)，男，博士生，主要从事精细化学品的开发与应用研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(20976060)；教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET一08—0204)

摘要/Abstract

摘要： 丙烯酸酯单体添加量达到70％时，加入γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH570）与剩余单体发生共聚制备表面SiOH功能化聚丙烯酸酯乳液（PAES），再与正硅酯乙酯（TEOS）发生sol-gel反应，在聚合物乳液的表面形成Si-O-Si交联键，制备PAES/SiO2杂合乳液。透射电镜（TEM）图显示乳胶粒表面被一层无机硅覆盖。傅里叶红外光谱（FTIR）结果表明，KH570与丙烯酸酯单体发生了共聚，加入TEOS后，发生了sol-gel反应，形成了Si-O-Si键。通过考察KH570和TEOS浓度对杂合乳液及其涂膜性能的影响发现：PAES杂合乳液的平均粒径随KH570浓度的增加而增大，当KH570=3 wt%，PAES涂膜的耐水、耐乙醇性能和光泽最佳。PAES/SiO2杂合乳液粒径随着TEOS浓度的增加而略有增加，涂膜的耐水、耐乙醇性能、硬度和光泽等性能指标在TEOS=30 wt％时为最佳，杂合涂膜表面存在连续的聚丙烯酸酯组分、硅低聚物组分和形成Si-O-Si交联结构的硅组分。热失重（TGA）曲线说明，PAES/SiO2杂合涂膜具有更好的热稳定性能。

关键词: 聚丙烯酸酯, SiO2杂合乳液, 水解, 缩聚, Si-O-Si交联键

Abstract:

PAES/SiO2 hybrid emulsion with inorganic silica cover organic latexes structure was prepared by dropping TEOS to the SiOH surface functionalized polyacrylate (PAES), which was synthesized by addition of KH570 to acrylic polymer emulsion in the addition of monomers up to 70% during the emulsion polymerization. Transmission electron microscopy (TEM) photos indicate that acrylic latexes were covered by inorganic silica components. Fourier transform infrared (FTIR) confirms that KH570 was copolymerized with acrylate monomers and Si-O-Si crosslinking bonds were found when addition of TEOS to PAES. The effects of KH570 and TEOS concentration on the properties of hybrid emulsions and films were investigated, the results indicates that the particle diameters of PAES emulsion increase with the increasing of KH570 concentration, the water-/ethanol- resistance, and gloss of PAES films display excellent properties when the concentration of KH570 is 3 wt%. The particle diameters of PAES/SiO2 hybrid emulsion slightly increase with the increase of TEOS concentration. The water-/ethanol-resistance, hardness and gloss of hybrid films exhibit better properties as the amount of TEOS is 30 wt%. The hybrid films composed of the continuous polyacrylate components, polysiloxane oligomers and Si-O-Si crosslinking polymers. Thermogravimetric analysis (TGA) curves demonstrate that hybrid films display good thermal stability than the PAE and PAES films.

Key words: polyacrylate}silica, hybrid emulsion, hydrolysis, polycondensation, SiOSicrosslinking bond

廖文波瞿金清李忠陈焕钦. 功能化聚丙烯酸酯乳液的表面改性及产物性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(1): 12-17,29.

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