半连续无皂乳液聚合制备无偶联剂SiO2/高聚物纳米粒子

摘要

以未经硅烷偶联剂改性的亲水性纳米二氧化硅为核,采用半连续无皂乳液聚合制备高聚物为壳的复合纳米粒子.选用了亲水性不同的3种单体:苯乙烯(St),甲基丙烯酸甲酯(MMA)和乙酸乙烯酯(VAC)进行壳层聚合.在加入30nm SiO2后,用过硫酸钾引发聚合,连续进料,速率为0.02、0.04、0.06mL·min-1.用纳米粒径仪对复合粒子的粒径增长情况和单分散性进行表征.用FT-IR检测复合粒子表面基团.结果表明:三种单体都能以未经改性的亲水性纳米二氧化硅为核制备SiO2/高聚物核壳结构复合纳米粒子.单体的亲水性对于聚合有机壳层有着较大的影响.St亲水性较差,在反应的初期会形成二次粒子,并且随聚合反应的进行粒径分布逐渐趋于单分散.MMA亲水性适中,复合粒子单分散性好；VAC亲水性较强,形成的复合粒子单分散性较SiO2/PMMA粒子差.进料速率越快粒径的增长速率也越快,因为在单体饥饿态下进料速率控制反应速率,聚合机理是单体在纳米粒子表面连续聚合,这可能是随反应粒子趋向于单分散的原因.