团聚纳米SiO2在苯乙烯乳液聚合过程中的再分散过程及机理

用二氧化硅(SiO2)存在下的乳液聚合法制备了聚苯乙烯(PSt)纳米SiO2复合材料,研究了苯乙烯(St)乳液聚合过程中团聚纳米SiO2的解离与再分散过程及分散的机理.发现商品纳米SiO2粒子以团聚体形式存在,团聚体大小远超出纳米级范围.随聚合时间的延长,St的转化率逐渐增加,而PStSiO2复合微胶囊的粒径逐渐减小,反应120min后,转化率和复合微胶囊粒子的粒径趋于稳定.透射电镜(TEM)也显示PStSiO2复合微胶囊粒子具有海岛结构,而SiO2粒子的粒径在纳米范围内,表明在乳液聚合过程中SiO2团聚体被逐渐解离,并重新分散到纳米尺度.红外光谱研究发现,在乳液聚合过程中,除生成PSt均聚物外,还在纳米SiO2表面生成了PSt接枝共聚物,改善了无机纳米粒子与聚合物之间的界面相容性.聚合过程中的反应热和剪切搅拌是团聚体被解离和重新分散的主要原因,而生成的聚合物起到隔离作用.