光引发分散聚合梯度双键pegdma微球的设计、性能及应用-曾令旺.docx

《光引发分散聚合梯度双键pegdma微球的设计、性能及应用-曾令旺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光引发分散聚合梯度双键pegdma微球的设计、性能及应用-曾令旺.docx（96页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 承位代码 ： 10010 学 W 姥 京 化 工 太 考 专 业 学 位 硕士研究生学位论文 题 目 祀 3 丨兴鴒松奪冷辟夤蚁榻 专 业 以 种 工 牧 研究生 命 A QL _ 指导教师 兑 4 _ 企业导师 1 b- _ 万方数据 曰 期 : vQ 年 1 月 曰 北京化工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：

2、 啕价 日期： V6 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 论文暂不公开（或保密）注释：本学位论文属于暂不公开（或 保密）范围，在 X 年解密后适用本授权书。 暂不公开（或保密）论文注释：本学位论文不属于暂不公开 (或保密）范围，适用本授权书。 作者签名： 呶 Ava 日期： 、屮 H 导师签名：

3、 魏系 日期： 中图分类号 论文编号 学位授予单位代码 作者姓名 获学位专业名称 课题来源 论文题目 关键词 论文答辩日期 TQ31 1001020170236 10010 曾令旺 材料工程 自选 学科分类号 密 级 学位授予单位名称 学 号 获学位专业代码 研究方向 430. 50 公开 北京化工大学 2014210236 0852 梯度结构纳米颗粒 光引发分散聚合双键梯度 PEGDMA 微球的设计、性能及应用 光引发，梯度双键，分散聚合 2017-05-24 论文类型 基础研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 :号 1 在， :研究 2.应用研究 3 开发研究 4.其它 .学科分类号1资料分

4、类法查询。 查询。 丁卡人民共和国国家标准 （ GB/T 13745-9)学科分类与代码中 文 代 码 和 年 份 及 学 号 的 后 四 位 组 成 。 摘要 光引发分散聚合梯度双键 pEGDMA 微球的 设计、性能及应用 摘要 分散聚合是合成单分散纳米微球一种较为的常用方法。光引发分 散聚合具有高效、快速、简便以及聚合的颗粒光滑、分散性较好等优 点。本论文考察了单体 EGDMA、 甲醇溶剂和稳定剂 PVP 以及 2_羟 基 -2-甲基 -1-苯基 -1-丙酮 (Darocurll73)光引发剂在光引发分散聚合中 对合成的微球的形貌和粒径的影响，并采用 FT-IR 和 SEM 对合成的 微球

5、形貌和粒径进行表征。且在光引发分散聚合过程以 lOmL miir1 通入氧气，利用氧气在光引发聚合中影响聚合程度来制备纳米微球， 所得微球结构用 FT-IR、 XPS、DSC 进行表征，用 SEM 来表征梯度 微球的粒径和梯度微球的形貌。结果通入氧气后微球粒径从 270nm 增长到 360nm 过程中表面仍会有双键，同时微球内部在此过程中 也 会一部分残留双键。随着微球粒径增长，微球结构上双键相对含量从 内部到表面形成梯度分布。因交联 pEGDMA 微球中从内部到表面都 存在双键，甲基丙烯酸羟乙酯 （ HEMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA)功能单体均可与梯度双键 pEGDMA 微球进一步

6、聚合，用 FT-IR 来表征二次聚合后微球的结构， SEM 和 TEM 来表征微球的粒 径和形貌，结果显示功能单体 HEMA 和 GMA 二次聚合后平均粒径 分别为510nm 和 460nm， TEM 表明聚合后的微球形成了核壳结构； 其次，把 pEGDMA 微球作为添加剂加入 TPGDA 树脂中，通过 DMA 和拉伸测试，相对于 Si02和 PMMA 颗粒， pEGDMA 微球加入树脂 后能够使树脂的 Tg 提高了近 17C， 也能够使材料的拉伸强度模量 由 324MPa 提高到394MPa。 本文研究表明带有双键的 pEGDMA微 球能够与功能单体聚合形成核壳结构，也能够作为添加剂，对树脂

7、的 性能进行改性。 关 键 词 ： 分散聚合，光引发，梯度双键， pEGDMA 微球，核壳结构， 添加剂 DESIGN AND PROPERTIES OF PHOTOINITIATED POLYMERIZATION GRADIENT DOUBLE BOND pEGDMA MICROSPHERES AND ITS APPLICATION ABSTRACT Dispersion polymerization is a commonly methods to synthesis monodisperse nanometer microspheres. The photoinitiated dispe

8、rsion polymerization has the advantages of high efficiency with high speed and simplicity and good dispersion.In this paper,two ethylene glycol methacrylate (EGDMA) as monomer, 2- hydroxy -2- methyl -1- phenyl -1- acetone (Darocurll73) as initiator, methanol as solvent, polyvinyl pyrrolidone (PVP) a

9、s the stabilizer, and monomer, solvent and stabilizer on the morphology and microspheres size of polymer microspheres were studied,and using FT-IR and SEM characterized on the morphology of microspheres and microspheres size. And in the photoinitiated dispersion polymerization process with lOmL/min

10、oxygen, using oxygen influence the polymerization degree of polymerization, the size and morphology of pEGDMA microspheres were characterized by FT-IR, XPS, DSC and SEM . Results showed the microspheres size was increased from 270nm HI to 360nm, the double bond was formed on the surface of the micro

11、spheres, and the other residual double bonds were also formed in the inner of microspheres. With the increase of the microspheres size of the microspheres, the relative content of the double bond on the microsphere structure was formed gradient distribution from the interior to the surface.There are

12、 double bond in crosslinked pEGDMA microspheres from the inside to the surface and could with hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and glycidyl methacrylate (GMA) further polymerization,FT-IR characterized the structure of microspheres,SEM and TEM characterized the size and morphology of microspheres af

13、ter polymerization. The results showed that the microspheres average diameters were 510nm and 460nm after pEGDMA microspheres polymerization with function monomer HEMA and GMA. TEM showed that the core-shell structure formed after second polymerization.Secondly, the pEGDMA microspheres as additives

14、in TPGDA resin, through DMA and tensile testing, compared with Si 2 and PMMA microsphere, pEGDMA microspheres could make the resin Tg increased nearly 17Cand also could make the tensile strength modulus of the composites increased from 324MPa to 394MPa.The paper show that the pEGDMA microspheres wit

15、h double bonds could form core-shell structure with functional monomers as well as be used as additives to modify the properties of the resin. Keywords： dispersion polymerization, photoinitiated, gradient double bond , pEGDMA microspheres , core-shell structure, additives 目录 目录 m 录 . VII Contents .

16、XI 符号说明 . XV . 1 1. 1 高分子微球的定义 . 1 1.2 高分子微球制备方法 . 1 1.2.1 乳液聚合 . 2 1,2.2 无皂乳液聚合 . 4 1.2.3 微乳液聚合 . 4 1.2.4 细乳液聚合 . 5 1.2.5 悬浮聚合 . 5 1.2.6 种子聚合 . 6 1.2.7 沉淀聚合 . 6 L2.8 分散聚合 . 6 1.3 梯度材料研宄进展 . 8 1.3.1 梯度材料的表征 . 9 1.3.2 梯度材料的应用 . 9 1.4 光聚合概况 . 10 1.5 课题的目的、意义和研究内容 . 11 1.5.1 课题目的、意义 . 11 1.5.2 课题的主要研宄内

17、容 . 11 第二章 pEGDMA 微球的制备与表征 . 13 2.1 猶 . 13 2.2 实验原料及实验设备 . 13 2.2.1 实验原料 . 13 2.2.2 实验设备 . 14 2.3 实验方案及表征方法 . 14 2.3.1 实验方案 . 14 2.3.2 实验表征方法 . 15 2.4 结果与讨论 . 17 2.4.1 光引发分散制备微球机理和流程图 . 17 2.4.2 不同单体的影响 . 18 2.4.3 溶剂的影响 . 20 2.4.4 单体浓度的影响 . 21 2.4.5 稳定剂的影响 . 22 2.4.6 pEGDMA 微球的热性能 . 25 2.5 本章小结 . 26

18、 第三章梯度双键 pEGDMA 微球的制备与表征 . 27 3.1 概述 . 27 3.2 实验原料及实验设备 . 28 3.2.1 实验原料 . 28 3.2.2 实验设备 . 38 3.3 实验方案及表征方法 . 29 3.3.1 实验方案 . 29 3.3.2 实验表征方法 . 29 3.4 结果与讨论 . 30 3.4.1 光引发分散制备梯度微球流程图 . 30 3.4.2 转化率 . 31 3.4.3 不同光照时间的 FT-IR 图 . 33 3.4.4 不同光照时间的 SEM 和粒径分布图 . 34 3.4.4 不同光照时间的 XPS 图 . 37 3.4.5 不同光照时间的 DSC 图 . 39 3.4.6 微球增长示意图 . 40 3.4.7 梯度微球的热失重分析 . 41 3.5 本章小结 . 42 第四章梯度双键 pEGDMA 微球的应用与表征 . 45 4.1 概述 . 45 4.2 实验原料及实验设备 . 46 4.2.1 实验原料 . 46 4.2.2 实验设备 . 46 4.3 实验方案及表征方法 . 47 4.3.1 实验方案 . 47 4.3.2 实验表征方法 . 47