（高分子化学与物理专业论文）功能性硅酸盐纳米复合物的制备及其应用.pdf

摘要 摘要 2 0 世纪8 0 年代末日本丰田研究中心首次合成了聚酰胺6 层状硅酸盐纳米 复合材料，并发现其具有无可比拟的优点。此后，聚合物硅酸盐纳米复合材料 一直成为近年来科学研究的热点。本论文主要研究了在硅酸盐片层侧面制备聚 合物分子刷及该纳米复合物的应用。 第一章：前言。综述了硅酸盐纳米复合材料的类型、制备方法、硅酸盐的 改性及影响硅酸盐纳米复合材料结构的因素。同时对聚合物分子刷的定义、分 类、合成及应用进行了简单的介绍。 第二章：硅酸盐片层侧面制备分子刷的研究。在本章中，我们首先通过末 端带有氨基的三烷氧基硅烷偶联剂与硅酸盐片层侧面羟基的反应对无机硅酸盐 进行有机改性，得到纳米复合物c l a y - n h 2 ，再通过c l a y - n h ：与2 一溴异丁基酰 溴的反应，得到产品c l a y b r ，最后利用原子转移自由基聚合在c l a y b r 硅酸盐 片层的侧面原位制备聚苯乙烯的分子刷，形成纳米复合物c l a y - p s 。用热失重分 析( t g a ) 、x 射线衍射( x r d ) 对几种纳米复合物进行表征；同时利用透射电镜 ( t e m ) 研究了c l a y - p s 纳米复合物在不同溶剂中的状态。 第三章：侧面改性的硅酸盐纳米复合物的应用研究。我们以第二章中所提 到的c l a y p s 为稳定剂，进行苯乙烯的悬浮聚合，得到了p s 乳胶粒。通过t e m 照片可观察到这些乳胶粒的直径约为2 5 0 n m ，且粒子粒径均匀，与动态光散射 ( d l s ) 的测试结果相吻合；乳液的z e t a 电位为负的结果证实了硅酸盐纳米复合 物覆盖在p s 乳胶粒的表面，并利用这一特点在p s 乳胶粒的表面成功的制备了 粒径约为1 0 n m 的金粒子。 关键词：硅酸盐乳胶粒纳米复合物 a b s t r a c t a b s t r a c t s i n c et o y o t a sf i r s tr e p o r to nt h ep r e p a r a t i o no fp o l y m e r c l a yn a n o c o m p o s i t e s ， t h er e s e a r c ho fp o l y m e r c l a yn a n o e o m p o s i t e sh a sa t t r a c t e dg r e a ti n t e r e s t e si n t h i s d e c a d eo w i n gt ou n i q u ep r o p e r t i e so ft h en a n o c o m p o s i t e h e r ew er e p o r tt h e s y n t h e s i s ，c h a r a c t e r i z a t i o na n da p p l i c a t i o no fp o l y m e rb r u s h e so nt h ee d g eo fc l a y l a y e r s c h a p t e r1 i sa l li n t r o d u c t i o np a r t i tw a sr e v i e w e di nt h i sp a r tt h a tt h em e t h o d s o fp r e p a r a t i o no fc l a y p o l y m e rn a n o c o m p o s i t e s ，t h em o d i f i c a t i o no fc l a ya n dt h e c o n t r o l l i n g f a c t o r so ft h en a n o c o m p o s i t e ss t r u c t u r e s o m e b a s i c c o n c e p t s ， c l a s s i f i c a t i o n , p r e p a r a t i o na n da p p l i c a t i o no ft h ep o l y m e rb r u s h e sw e r ea l s ob r i e f l y r e v i e w e d i nc h a p t e r2t h ep r e p a r a t i o no fp sp o l y m e rb r u s h e so r lt h ee d g eo fc l a yl a y e r s w a sd e s c r i b e d c l a yw a sm o d i f i e dt h r o u g hac o n d e n s a t i o nr e a c t i o no ft h ec l a y s s i l a n o lg r o u p sw i t ht r i f u n c t i o n a la l k o x ys i l a n ec o n t a i n i n ga np r i m a r ya m i n eg r o u p t h en a n o c o m p o s i t eo fc l a y n h 2w a s t h u s p r o d u c e d a n dr e a c t e dw i t h 2 - b r o m o 2 m e t h y lp r o p i o n y l b r o m i d ew i t hc l a yp a r t i c l e sw i t ha t r p i n i t i a t o ro nt h e e d g e ( c l a y b r ) g e n e r a t e d p sp o l y m e rb r u s h e s0 1 1t h ee d g eo fc l a yl a y e r sw e r et h e n p r e p a r e db yi n s i t ua t r p t h es t r u c u r eo fc l a y - p sw a sc h a r a c t e r i z e db y t h e r m o g r a v i m e t r i ca n a l y s i s ( t g a ) a n dx - r a yd i f f r a c t i o n ( x r d ) ，a n d c l a y - p s p a r t i c l e sa p p e a r e d v a r i e dm o r p h o l o g i e si nd i f f e r e n ts o l v e n t sw a sp r o v e db y r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y ( t e m ) i nc h a p t e r3c l a y - p sw a su s e da ss u r f a c t a n ti ns u s p e n s i o np o l y m e r i z a t i o no f s t y r e n e p sl a t e x e sa r m o r e db yc l a y p sn a n o c o m p o s i t e sw e r ep r e p a r e d f r o mt e m i m a g e i tc o u l db es e e nt h a tp sc o l l o i d a lp a r t i c l e s a v e r a g ed i a m e t e rw a s 2 5 0n ma n d i na c c o r d a n c ew i t hd y n a m i cl i g h ts c a t t e r i n g ( d l s ) r e s u l t s b e c a u s eo ft h en e g a t i v e l y c h a r g e dc l a yp a r t i c l e so nt h es u r f a c e ，t h ez e t ap o t e n t i a lo ft h ep sc o l l o i d a lp a r t i c l e s w a sn e g a t i v e p o s i t i v e l yc h a r g e d p o l y ( 2 一v i n y lp y r i d i n e ) ( p 2 v p ) c h a i n sw e r ea d s o r b e d t ot h es u r f a c eo f p sc o l l o i d a lp a r t i c l e si na q u e o u ss o l u t i o na tal o wp hv a l u e ，a n d i i a b s t r a c t g o l dn a n o p a r t i c l e sw e r ep r e p a r e di np 2 v pb r u s h e s k e yw o r d s ：c l a y , c o l l o i d a lp a r t i c l e s ，n a n o c o m p o s i t e s i i i 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：关娩拖 甲叶年夕月透日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 解密时间：年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下： 南开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，是本人在导师指导下，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，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：关娩航 叫年乡月矽日 南开大学学位论文电子版授权使用协议 ( 请将此协议书装订于论文首页) 论文功齑i ；6 也缆醒盎锄勺米复舍韵铡惫嬲锎系本人在 南开大学工作和学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩。 本人系本作品的唯一作者( 第一作者) ，即著作权人。现本人同意将本作品收 录于“南开大学博硕士学位论文全文数据库”。本人承诺：已提交的学位论文电子 版与印刷版论文的内容一致，如因不同而引起学术声誉上的损失由本人自负。 本人完全了解直珏盔堂图壹焦苤王堡在! 焦旦堂焦诠童趁笸理办洼! 同意 南开大学图书馆在下述范围内免费使用本人作品的电子版： 本作品呈交当年，在校园网上提供论文目录检索、文摘浏览以及论文全文部分 浏览服务( 论文前1 6 页) 。公开级学位论文全文电子版于提交1 年后，在校园网上允 许读者浏览并下载全文。 注：本协议书对于“非公开学位论文”在保密期限过后同样适用。 院系所名称：石卷髻乏严无 作者签名：蔓1 撞虢 学号：j 州0 7 f 日期：叫年p 月冶日 第一章前言 第一章前言 纳米复合材料是上世纪8 0 年代发展起来的一类新型材料，这一概念是 r u s t u n 在1 9 8 4 年提出的【l j ，是指显微结构中至少有一相的一维尺寸达到达到纳米 级，并且具有特殊性能的材料。复合材料是由两相或多相物质混合制成的，组 分在复合物中所提供的性能是其单独存在时所不能具有的。由于纳米分散相大 的比表面和强的界面相互作用，使纳米复合材料常表现出不同于一般宏观复合 材料的力学、热学、电、磁和光学性能。目前研究最多的是聚合物层状硅酸盐 纳米复合材料，这不仅是因为它综合了有机、无机、纳米材料的性质，具有超 过一般复合材料的性能，还由于其原料价廉易得。另外，纳米粒子不仅使聚合 物的强度、刚性、韧性得到了明显的改善，还可提高聚合物的透光性、防水性、 阻隔性、耐热性、导电性及阻燃性能等功能特性。因此，聚合物层状硅酸盐 复合物长期以来成为人们研究的热点。 第一节层状硅酸盐纳米复合物 聚合物层状硅酸盐纳米复合材料属于聚合物无机纳米复合材料，它具有 高耐热性、高强度、高模量、高气体阻隔性和低的膨胀系数等优点。自1 9 8 7 年 日本丰田研究发展中心但3 对聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的首次报道以来， 聚合物纳米复合物以其能实现纳米相均匀分散、强界面结合和自组装等特点而 备受关注。 1 1 1层状硅酸盐粘土的结构 具有层状结构的粘土矿物主要有四类：高岭土、滑石、云母和膨润土。其 中膨润土因水易渗透进入层间使其膨胀而得名，它的主要成分为蒙脱土，通常 使用的硅酸盐为蒙脱土，它属于2 ：1 型层状硅酸盐矿物，每层厚度约l n m ，宽 厚比为1 0 0 - 1 0 0 0 的高度有序的准二维晶片。每个晶胞由两个顶角内向的硅氧四 面体中间夹带一层铝氧八面体构成的夹心式结构，二者之间靠共用氧原子连接。 整个结构由于a 1 3 + 或f e 3 + 取代部分四面体中的s i 4 + ，或者由于f e 2 + 或m 9 2 + 取代 第一章前言 八面体中的a l ，“+ 取代m 9 2 + 的原因，带有个净负电荷，因此硅酸盐通常会 带有不饱和负电荷。根据电中性原理，必定会有等量的异号离子吸附在其表面 以达到电性平衡。即过剩的负电荷靠游离于层间的n a ，k - ，c 一，m g “等碱金属或 碱土金属阳离子柬补偿。硅酸盐结构示意图如图i1 所示。硅酸盐在一定的p h 值下能够吸附交换阳离子的数量即阳离子交换容量( c e c ) 。它是硅酸盐矿物负 电荷数量的量度，也是有机阳离子能否成功取代无机离子进入硅酸盐片层问的 一个重要参数。如果离子交换容量过高，会导致硅酸盐片层问库仑力过大，不 利于有机分子链的插入离子交换容量太低，硅酸盐无机物则不能有效地与有 机物相互作用，难以保证硅酸盐与有机物的相容。特殊的结构使蒙脱土硅酸盐 有着独特的性质：较大的化学活化表面性；较高的阳离子交换能力：有异常的 含水特征的层间表面等。因此，蒙脱土以其适中的离子交换容量、优良的力学 性能、低廉的价格，成为了制备纳米复合材料的首选矿物。 图1l2 ：1 型层状硅酸盐鲒构 11 2 聚合物层状硅酸盐纳米复合物的类型 o “h i 皤u 佣 o ti m 第一章前肓 层状硅酸盐纳米复合材料包含两种组分：一是硅酸盐片层，二是聚台物基 体，根据硅酸盐片层在聚合物中分散方式的不同，所形成的硅酸盐纳米复合物 可分为插层型( i n t c r c a l a t e d ) l l 剥离型( e x f o l i a t e d ) ( 结构如图1 2 所示) 。在插层型 纳米复合材料| + l ，聚合物链插入到层状硅酸盐片层之间，使硅酸盐片层间距增 太，但蒙脱土仍保持层状有序结构：在剥离型纳米复合材料中，蒙脱土的片层 结构被破坏，并均匀的分散在聚合物基体中，实现了以纳米尺度与有机物的充 分混合。与插层型复合材料相比，在剥离型复合材料中，能在蒙脱土含量很低 的情况下明显改善材料的性能。 蛳媳 i n t e r c a l a t e d e x f d i a t e d 图1 2 层状硅酸盐纳米复台材料的类型 11 3 聚合物层状硅酸盐纳米复合物的制备方法 聚合物层状硅酸盐纳米复合物的制各方法主要有插层法、共混法、层状固 体模板法和乳液聚合法等其中插层法虽为常用。根据有机分子进入硅酸盐片 层作用力的不同，可将插层法分为物理插层法和化学插层法。物理插层法是直 接将单体或聚合物插层到硅酸盐片层间，形成聚合物硅酸盐混杂体系。化学插 层法是将烷基链通过化学键合作用插层到片层间。 ( 1 ) 聚合物溶液插层法p “ 聚台物溶液插层法是指聚合物大分子链在溶液中借助于溶剂而插层进入硅 酸盐片层间，再挥发除去溶剂。此法要求有合适的溶剂能同时溶解聚合物和硅 酸盐，且工序多而复杂，有溶剂的参与导致成本增加、复合材料性能下降。 在溶液插层聚合过程中，部分溶剂分子从自由状态变为层间受束缚状态， 熵变a s ，为负，若a h 。一t s 。 0 ，溶剂的插入可自发进行，所以硅酸盐的溶剂 第一章前言 化热h 。是决定溶剂分子是否顺利进入层间的关键；而在高分子与层间溶剂分 子的置换过程中，高分子熵的变化小于溶剂分子熵的变化，所以s 。 0 ，那么 只有满足h ， 0 或h ， t s ，聚合物的插层才会自发进行，因此，溶剂的选 择是影响溶液插层法的关键因素。 ( 2 ) 聚合物熔融插层法【5 6 】 聚合物熔融插层法是将聚合物在高于软化温度下加热，在静止条件或剪切 力作用下直接插进经有机改性的硅酸盐片层间形成纳米复合物。该法最早由 g i a n n d i s 和v a i a 等首先采用 _ 7 。9 】，他们在报道中指出：聚合物在熔融状态下与 硅酸盐片层间有机基团的相互作用会释放热量，使体系自由能减小，从而使聚 合物的熔融插层成为可能。 聚合物熔融插层法不需要使用大量的溶剂，对环境的污染小，经济可行。 另外使用熔融插层法可以制备一些原位插层和溶液插层不能制备的新的纳米复 合材料。熔融插层法的一个缺点是要通过硅酸盐的有机改性和聚烯烃的极性化 来解决极性硅酸盐与非极性聚烯烃插层驱动力问题，因而使得过程较长，成本 增加。 ( 3 ) 原位插层聚合法 1 0 , 1 1 , 1 2 】 原位插层聚合法是指单体首先插层到硅酸盐的片层间，然后依据单体的性 质实施相应的聚合，硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合。在插层复合 的三种制备方法中，原位插层法占有相当重要地位。在原位插层反应中，单体 分散于硅酸盐片层间，随着层间聚合反应的进行，聚合时放出的巨大热量克服 了硅酸盐片层间的静电引力，同时聚合物链不断增加，使硅酸盐被剥离成片层 结构，形成分散均匀的具有纳米尺度的复合材料。原位插层可以通过本体、溶 液、悬浮、乳液等方法施行。其中，通过离子交换反应，用含有引发基团的表 面活性剂取代层状硅酸盐层间的金属阳离子，对纳米复合材料的形成能起到关 键作用，插入层间的表面活性剂提供了能够聚合反应的引发基团；另外，固定 到层间的表面活性剂提高了硅酸盐的有机亲和性，增加了硅酸盐一单体一有机溶 剂的相容性。 1 1 4 层状硅酸盐的改性 由于层状硅酸盐表面亲水性强，与有机物的相容性差，不利于其在有机相中 4 第章前言 分散及对有机物的吸附，要得到性能优异的的有机无机纳米复合材料，需要首 先对硅酸盐进行有机化处理，即对硅酸盐的表面进行改性，针对硅酸盐的有机 改性是基于其特有的结构进行的。 第一种方法是基于硅酸盐片层间离子的交换反应：层间吸附的阳离子( 如 n a + 、m 9 2 + ) 在一定条件下很容易与带有烷基链的铵盐或膦盐发生交换反应，插到 硅酸盐片层间，从而使硅酸盐表面从亲水变为亲油，降低了表面的表面能，提 高了其和聚合物基体及单体的相容性n 3 1 钔。如图1 3 所示 = 弋r 二i 一l d - ，劫嘲 一 铲 ：d - 劫嘲 匕警= = = c 茅= 手l 删d 津浮孑”一 n 幽j 羚乍 奴茂赵p 勰 第二种改性方法是利用片层侧面具有反应活性的羟基，以化学键和作用将 硅酸盐进行改性。v o o m 等人【1 5 】利用含双键的硅烷偶联剂与硅酸盐片层侧面的 羟基反应对硅酸盐片层进行改性，使其侧面带上含有双键的疏水有机链，再利 用侧面双键的可反应性进行乳液聚合得到如图1 4 所示被封装的纳米复合物。 5 第一章前言 o 图14 通过化学反应使疏水的有机链连接在片层侧面后制备乳胶粒 第三种方法足将上述两种方式相结合，即利用有机阳离子对硅酸盐层间的 离子交换反应修饰片层表面，同时采用共价键合作用修饰硅酸盐片层的边缘。 从而使改性后的硅酸盐与聚合物的相容性更大。c h e r t 等。1 ”首先使用烷基季铵盐 置换硅酸盐片层间的无机阳离子然后通过含有环氧丙基的硅烷偶联剂对硅酸 盐片层边缘的羟基进行改性得到了具有双功能作用的改性硅酸盐( 见圈1 5 ) ， 再与p l l a 熔融共混，得到了具有较高剥离度的p l l a 硅酸盐纳米复合材料。 b q 一l h q w p c _ c i c _ 图1 5 离子空换与其价键键台共同作用修饰硅酸盐片层 修饰后的硅酸盐亲水性增强t 与有机物的相容性太大提高，利于制各各种 纳米复合材料；且可通过修饰引进一些能够和聚合物基体相互作用的基团，如 和聚合物基体之间形成氢键等较强的物理或化学作用，增加插屡驱动力吡”】。 1 5 影响聚合物与硅酸盐复合结构的因素 孽 兰、譬 乒 |、彳 第一章前言 根据硅酸盐片层在聚合物内部的分散相尺寸及分散状态的不同，可将其复 合结构分为插层型和剥离型。材料的复合结构受诸多因素影响，般来说硅酸 盐的性质、表面活性剂种类和结构、聚合物性质、合成聚合物复合材料的方法 等都会影响纳米材料的复合结构。 1 1 5 1 层状硅酸盐性质的影响 在制备纳米复合材料时，通常考虑硅酸盐的两个性质：( 1 ) 硅酸盐颗粒能 够分散成单一片层的能力，即硅酸盐的分散程度；( 2 ) 使用有机或无机阳离子 通过离子交换反应调节硅酸盐表面化学性质的能力，即阳离子交换量( c e c ) 。 其中阳离子交换量是一个重要参数，也是影响纳米复合材料结构的一个重要因 素。在复合材料的形成过程中，它决定了可以插层到层间的表面活性剂的数量。 当表面活性剂相同时，随着硅酸盐c e c 含量的增大，层间的表面活性剂含量增 大，层间距增大，随着表面活性剂随数目的增多，空间的体积排斥效应决定了 分子链在层间的构象及层间距离。硅酸盐颗粒的大小决定了硅酸盐片层尤其是 有机改性硅酸盐层的堆积程度，如s m e c t i t e 尺寸较小，e)i要芑芑d_要on 第三章以改性的层状硅酸盐为稳定剂的p s 乳胶粒的制各及表征 3 34 乳胶粒表面吸附金粒子 由于静电作用力的存在，带负电的p s 乳胶粒能够吸附阳离子聚电解质，且 能以聚电解质为模板，在乳胶粒表面制备金的纳米粒子。在本课题中，我们选 择聚二乙烯基吡啶( p 2 v p ) 在p h 值为30 的水溶液中与乳胶粒相互作用。p 2 v p 是一种弱聚电解质，在p h 为30 的水溶液中，其中一部分因被质子化而带正 电，这些显电正性的分子链因静电作用而被吸附在乳胶粒的表面，然后可以这 些分子链为模板在p s 乳胶粒表面制各金的纳米粒子”j 。阁36 为最后产物的 t e m 照片，箭头所指为吸附在乳胶粒表面的盒粒子，其粒径约为1 0 r a n 。 幽36 表面吸附上会纳米粒子的乳胶粒的t e m 照片 34 本章小结 本章以侧面改性的蒙脱土硅酸盐为稳定剂通过悬浮聚合制备了p s 乳胶粒， 一系列的测试结果证明被改性的蒙脱土片层覆盖在乳胶粒表面，侧面的p s 分子 刷插入乳胶粒内部。t e m 和d l s 结果均显示所制各乳胶粒直径约为2 5 0 r i m ， 且粒径分布较窄。乳液的z e t a 电位数据证明了p s 乳胶粒显电负性，利用这一 性质我们以p 2 v p 为模板，在乳胶粒表面制各了粒径约为1 0 r i m 的金纳米粒子， 这一研究为该类乳液体系的应用指引了方向。 第三章以改性的层状硅酸盐为稳定剂的p s 乳胶粒的制备及表征 参考文献 1 】p i c k e t i n g ，s u j c h e m s o c 1 9 0 7 ，9 1 ，2 0 0 1 【2 】g e l o t ，a ；f r i e s e n ，w ；h 八c o l l o i ds u r f 1 9 8 4 ，1 2 ，2 7 1 【3 】m a c k a y , gm ；m c l e a n ，a ；b e t a n c o u r lo ；j o h n s o n ，b j i n s t p e t 19 7 3 ，5 9 ( 5 6 8 ) ，16 4 【4 s c h u l m a n ，j h ；l e j a , j t r a mf a r a d a ys o c 1 9 5 4 ，5 0 ，5 9 8 5 】v e l e v , o d ；f u m s a w a ，k ；n a g a y a m a ，kl a n g m u i r19 9 6 ，1 2 ，2 3 7 42 3 8 4 【6 】v e l e v , o d ；f u r u s a w a ，k ；n a g a y a m a ，kl a n g m u i r1 9 9 6 ，1 2 ，2 3 8 52 3 9 1 【7 d i n s m o r e ，a d ；h s u ，m f ；n i k o l a i d e s ，m g ；m a r q u e z ，m ；b a u s c h , a 凡；w e i t z ，d 八 s c i e n c e2 0 0 3 ，2 9 8 ，1 0 0 6 - 1 0 0 9 【8 a s h b ynp ，b i n k sbp p i c k e t i n ge m u l s i o n ss t a b i l i z e db yl a p o n i t ec l a yp a r t i c l e s p h y s c h e m c h e m p h y s 2 0 0 0 2 ：5 6 4 0 - 5 6 4 6 9 b i n k sbp l u m s d o nso c a t a s t r o p h i cp h a s ei n v e r s i o no fw a t e r - i n - o i le m u l s i o n s s t a b i l i z e db yh y d r o p h o b i cs i l i c a l a n g r n u i r , 2 0 0 0 ，1 6 ：2 5 3 9 2 5 4 7 10 g i e r m a n s k a k a h nj ，s c h m i t tv b i n k sbean e wm e t h o dt op r e p a r em o n o d i s p e r s e p i c k e r i n g e m u l s i o n s t a n g r n u i r , 2 0 0 2 ，1 8 ：2 5 1 5 - 2 5 1 8 【11 b i n k sbp ，l u m s d o nso t r a n s i t i o n a lp h a s ei n v e r s i o no fs o l i d s t a b i l i z e de m u l s i o n u s i n gp a r t i c l em i x t u r e s l a n g m u i r , 2 0 0 0 ，16 ：3 7 4 8 - 3 7 5 6 【12 】c a u v i n ，s ；c o l v e r , p j ；b o i l , s a f m a c r o m o l e c u l e s2 0 0 5 ，3 8 ，7 8 8 77 8 8 9 【1 3 】d j v o o m ；w m i n g ；am v a l lh e r k m a c r o m o l e c u l e s2 0 0 6 ，3 9 ，2 1 3 7 2 1 4 3 【1 4 】s u n ，q ；d e n g ，y ；w a n g ，z l m a c r o m 0 1 m a t e r e n g 2 0 0 4 ，2 8 9 ，2 8 8 2 9 5 15 d j v o o r n ；w m i n g ；八m v a nh e r k m a c r o m o l e c u l e s2 0 0 6 ，3 9 ，4 6 5 4 - 4 6 5 6 1 6 t o k a r e v a ，i ；m i n k o ，s ；f e n d l e r , j h ；h u t t e r , e ja mc h e ms o c2 0 0 4 ，1 2 6 ，1 5 9 5 0 一1 5 9 51 第四章全文总结 第四章全文总结 本研究通过对蒙脱土硅酸盐片层的侧面改性制备了功能性蒙脱土纳米复合 物，以该纳米复合物为稳定剂进行悬浮聚合后，得到粒径分布很窄的乳胶粒， 并对蒙脱土纳米复合物及基于其功能性所制备的乳胶粒的结构、性质进行了研 究。 1 利用化学活性较强的三烷氧基硅烷偶联剂，与蒙脱土硅酸盐片层侧面活 性较差的羟基反应，该反应的发生不仅能使片层侧面以化学键合方式有机化， 还能保证蒙脱土片层在复合物中仅以插层型存在。然后通过与酰溴的反应，使 侧面的有机链成为a t r p 反应的引发剂，进而引发苯乙烯的聚合，制备出侧面 带有聚苯乙烯分子刷的纳米复合物( c l a y - p s ) ，并用热失重分析( t g a ) ，x 射 线衍射( x r d ) ，透射电