【碩士】聚苯乙烯核殼復合材料合成制備工藝研究

內容簡介

　　【碩士】聚苯乙烯核殼復合材料合成制備工藝研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2010　　當今世界能源緊缺，能耗嚴重，所以節(jié)能技術的研究具有重要的意義，因此我們需要加大開發(fā)新型節(jié)能材料的研究。納米孔硅氣凝膠是一種新型的輕質多孔非晶態(tài)絕熱材料，具有隔熱保溫性能優(yōu)、導熱系數小及吸附性強等特點，但由于其親水性及結構強度低等缺陷，使得氣凝膠很難在實際應用中保持結構的穩(wěn)定性。聚苯乙烯板由于其強度高、吸水性低、施工方便等優(yōu)點已逐漸成為國內外現行主要外墻保溫材料，但其導熱系數還是較高。因此，本文通過有機無機聚合反應來實現兩者的優(yōu)勢互補，以研究新型的高效復合保溫材料。　　本論文采用乳液聚合法，形成以Si02氣凝膠粒子為核，有機相聚苯乙烯為殼的核殼結構復合微球材料。試驗進一步對氣凝膠表面改性工藝中KH570的用量進行了研究，用紅外光譜與分散性試驗對修飾效果進行了表征。通過正交試驗法確定了聚合體系最佳的配比值；試驗還研究了：體系pH值、超聲分散工藝、聚合反應溫度及時間對核殼復合微球制備中苯乙烯單體轉化率、微觀形貌的影響。同時，通過測量復合微球材料的密度及導熱系數，研究了其導熱性能的變化。最后，試驗針對復合微球形成機理進行了探討，并通過微觀分析最終確定了復合微球的核殼組分?！　? 試驗結果表明：KH570與氣凝膠質量比為45％時，氣凝膠的改性效果最佳，紅外光譜分析顯示，KH570已成功地接枝到氣凝膠粒子的表面上。正交試驗優(yōu)選出聚合體系最佳配比為：改性SiO2氣凝膠為1.0g，苯乙烯為10ml，SDBS為O．0259及KPS為O．19。試驗得到了pH值對苯乙烯轉化率及核殼結構形貌的影響規(guī)律，優(yōu)選pH值為7；聚合體系超聲功率為500W，超聲分散時間為20min時，所得核殼復合微球形貌最好；而隨著聚合反應溫度的升高，苯乙烯的轉化率逐漸變大，在85℃時，轉化率達到最大為68．01％，通過TEM觀察發(fā)現，最佳溫度為75℃時，其核殼結構形貌最好。試驗得出了聚合反應時間對苯乙烯轉化率及核殼結構的影響規(guī)律，后通過乳液粘度試驗進一步證明了最佳聚合反應時間為10h。試驗研究發(fā)現核殼復合材料導熱系數較純聚苯乙烯顆粒有所降低；并通過對核殼復合微球樣品的微觀分析，確定出該核殼結構的“核”部分成分是Si02氣凝膠，而“殼”部分的成分是聚苯乙烯?！　?

專題推薦