聚合物乳液-MMT共混物涂層：結構的形成與涂層性能.pdf

1、盡管人們把水基涂料列為環(huán)保涂料,在其配方中仍含有不少的VOC(Volatile Organic Compound,揮發(fā)性有機化合物),這些VOC主要用作涂料樹脂的成膜助劑。進一步降低涂料配方中的VOC含量,甚至完全消除VOC,達到零VOC,從而最大程度地降低涂料對環(huán)境的污染,是聚合物有機涂料今后發(fā)展的趨勢,也是涂料行業(yè)當前面臨的最大技術挑戰(zhàn)。本文創(chuàng)新性地研究了一種由聚合物/蒙脫土(MMT)復合水乳液制備聚合物/MMT納米結構復合涂層的新

2、方法,為制備零VOC高性能聚合物涂料開辟新思路。研究發(fā)現(xiàn),少量MMT可以成倍地增加涂膜的力學性能,且聚合物乳膠粒表面官能團對納米復合膜的結構和力學性能有很大影響,另外pH值和成膜速度對復合膜的力學性能也有很大影響。制備了LatexⅠ/MMT、LatexⅡ/MMT、LatexⅢ/MMT三種復合乳液,LatexⅠ、Ⅱ、Ⅲ分別是主體組成一致,但沒有表面修飾、-NH2表面修飾和-COOH表面修飾的三種聚合物膠乳。研究表明MMT的加入對三種復合膜

3、的力學性能都有很大的增強作用。對LatexⅢ/MMT復合膜的力學性能提高程度最為顯著,MMT含量10％時拉伸強度了2.6倍,模量增大了近13倍;LatexⅡ/MMT復合膜力學性能提高程度次之,MMT含量10%時拉伸強度增大了1.7倍,模量增大了12倍;LatexⅠ/MMT復合膜的力學性能提高程度最小,MMT含量10%時拉伸強度增大了1.1倍,模量增大了4.5倍。經(jīng)TEM觀察發(fā)現(xiàn)三種復合膜形成了不同的結構,這主要是由于復合乳液的穩(wěn)定性及乳

4、膠粒與MMT片層之間不同作用力的原因。在LatexⅢ/MMT復合膜中MMT形成了網(wǎng)絡結構,這是其力學性能,尤其是模量,最為突出的主要原因。在LatexⅢ/MMT復合膜中,乳膠粒表面-COOH與MMT片層表面的-OH可能發(fā)生酯化反應,兩者以化學鍵結合,在LatexⅡ/MMT-復合膜中乳膠粒表面-NH2與MMT片層表面的-OH以氫鍵形式結合,而在LatexⅠ/MMT復合膜中兩者之間沒有界面結合力,這是影響三種復合膜力學性能提高程度的主要原因

5、。研究發(fā)現(xiàn)pH值對LatexⅢ/MMT復合膜的形態(tài)及力學性能有很大影響,這主要是因為NaOH中和了乳膠粒表面的-COOH,影響了乳膠粒與MMT之間界面結合力,進而影響了復合膜的力學性能。浙江大學碩士論文另外,快速成膜所成膜的力學性能要比慢速成膜所成膜的力學性能好,但是對三種復合膜的影響有所不同。對Latexl徹MT和Latex Il/MMT復合膜的力學性能影響很大,而對Latexm側MT復合膜的力學性能的影響較小,這可能是由于Latex