半互穿网络膜耐溶剂性能研究

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1、半互穿网络膜耐溶剂性能研究茹捷刘国军曾汉民*中山大学化学与化学工程学院材料科学研究所，广州510275摘要本文采用原位聚合法，以光油（PA）和二丙烯酸正己酯(HDDA)为前驱物，通过在体系添加经偶联剂KH-570改性的纳米CaCO3/SiO2核-壳结构复合粒子，成功制备出了聚丙烯酸酯/聚二丙烯酸正己酯半-IPN（PA/PHDDA半-IPN）膜和聚丙烯酸酯/聚二丙烯酸正己酯/纳米粒子半-IPN（PA/PHDDA/纳米粒子半-IPN）膜.以乙醇和丙酮为溶剂，考察了半-IPN膜的耐溶剂性能，并采用SEM、TGA等手段对半-IPN膜的表面形态、热性能以及光学性能进行了

2、表征.结果表明：与PA膜相比，半-IPN膜的耐溶剂性能得到提高，半-IPN膜能保持良好的光学性能，PA/PHDDA/纳米粒子半-IPN膜具有更高的热稳定性。关键词聚丙烯酸酯HDDA半-IPN膜耐热性耐溶剂性1前言互穿网络聚合物(InterpenetratingPolymerNetwork，简称IPN)，是一类新颖的两种或多种聚合物网络的紧密永久缠结互穿而形成的具有特殊性能的高分子合金，其中至少一种聚合物网络是在另一种聚合物网络存在下合成或形成交联[1].如果组成IPN的聚合物其中一种是线型的，则称为半互穿网络聚合物(semi-IPN).IPN在两方面表现出和共

3、混聚合物及化学共聚物不同性质：(1)在溶剂中只溶胀不溶解；(2)IPN不能蠕变和流动[2].IPN是目前在高分子改性方面比较引人注目的新型高分子合金,由于网络存在互穿,使体系的机械性能、物理性能、耐热性能等均优于单一组分聚合物.据报道[3]，IPN已用于橡胶增强、塑料增韧、热塑性弹性体、阻尼材料、涂料和粘合剂、复合材料(SMC和RIM)、离子交换树脂和交换膜、皮革改性及制造某些功能材料等.目前市场上所销售的作为手机表面涂膜的光油(PA)通常都是线型的聚丙烯酸酯类高聚物，耐溶剂性和耐磨性差.本文尝试以IPN改性技术，采用原位聚合法制备了网络互穿的聚丙烯酸酯/聚二

4、丙烯酸正己酯半-IPN(PA/PHDDA半-IPN)膜.由于纳米粒子的引入可以改善聚合物的耐热性[4]、耐磨性[5]等，本文在上述体系中加入了经偶联剂KH-570改性的纳米CaCO3/SiO2核-壳结构复合粒子[6]，制备了改性聚丙烯酸酯/聚二丙烯酸正己酯/纳米粒子半-IPN（PA/PHDDA/纳米粒子半-IPN）膜,并研究了膜的耐溶剂性能和耐热性能.2实验部分2.1原料与规格光油(PA)：聚丙烯酸酯，工业品；二丙烯酸酯正己酯(HDDA)：工业品；635溶剂：工业品；乙醇(无水乙醇)：分析纯，汕头市光华化学厂；丙酮：分析纯，广州化学试剂厂；过氧化苯甲酰(BPO

5、)：化学纯，广州化学试剂厂，经重结晶处理.基金项目中山大学化学与化工学院第三届创新化学实验基金项目（批准号：02028）资助第一作者茹捷（1981年出生），女，中山大学化学与化学工程学院化学专业99级指导教师曾汉民*(导师)E-mail:ceszhm@zsulink.zsu.edu.cn2.2半互穿网络膜的制备纯光油(PA)膜光油加635溶剂配成10％(质量)溶液，涂于载玻片上之后置于烘箱中于60℃干燥至恒重固化成膜.聚丙烯酸酯/聚二丙烯酸正己酯半-IPN(PA/PHDDA半-IPN)膜取光油、HDDA单体加635溶剂配成混合溶液，加入BPO并通入氮气，水浴加

6、热75℃搅拌反应数小时，出料后以制备纯PA膜的工艺涂膜、加热干燥固化成膜.聚丙烯酸酯/聚二丙烯酸正己酯/纳米粒子半-IPN(PA/PHDDA/纳米粒子半-IPN)膜取光油、HDDA单体，加入改性复合纳米粒子CaCO3/SiO2(光油质量的1％)，超声振荡30min，加入BPO并通入氮气，于75℃搅拌进行原位聚合数小时.出料后以制备纯PA膜同样工艺涂膜、成膜.2.3性能测试42.3.1耐溶剂性能：半互穿网络膜分别在溶剂乙醇、丙酮中的溶胀、溶解实验，质量测定用上海天平仪器厂的FA1104电子天平.2.3.2光泽度：直接用泉州市科仕佳光电仪器研究所的WGG60-E4

7、型60°光泽度计测定.2.3.3透光率：用上海第三分析仪器厂的756MC型紫外-可见分光光度计直接测定膜的吸光度，样品厚度0.04mm.透光率(T)由吸光度(abs)按下式计算：T％＝100/10abs.2.3.4扫描电镜(SEM)：将制备的样品经烘干、喷金后，用日本电子株式会社的JSM-6330F场发射电子显微镜观测膜的表面形貌.2.3.5热重分析(TGA)：用德国NETZSCH公司的TG209型热失重仪，升温速度10℃/min，在氮气中测定膜的热稳定性.3结果和讨论3.1半-IPN膜的耐溶剂性能由于实际应用需要，以乙醇和丙酮为溶剂，考察半-IPN膜的耐溶剂

8、性能.具体操作为将干燥后的膜在室温下的