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TiO_(2)/有机硅溶胶改性含氟苯丙乳液的制备及性能表征

     
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为改善含氟苯丙乳液的疏水性、热稳定性及力学性能,以钛酸丁酯(TBT)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,通过溶胶-凝胶法制备出TiO_(2)/有机硅溶胶(TS),并将其与丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)及其他丙烯酸类功能单体作为主要原料,通过半连续加料法及种子乳液聚合,制备出一种TiO_(2)/有机硅溶胶改性的含氟苯丙乳液(TS-BHSAG)。探讨了不同TS含量对乳液转化率的影响,利用FTIR、纳米粒度仪、稳定性分析仪、XPS、XRD、SEM、AFM、TGA表征研究了乳液及乳胶膜的结构组成及应用性能。结果表明,当TS含量逐渐增加时,乳液转化率及稳定性呈持续下降趋势;随着TS含量增加,乳液平均粒径从55.58 nm增至106.16 nm;FTIR及XPS结果显示,TS-BHSAG乳胶膜中形成了Si-O-Si、Si-O-Ti、CF2键,证实TS被初步合成,且其与G04一起被引入聚合物中;XRD结果表明,TS是以无定形相分散于丙烯酸树脂基体中;通过SEM与AFM观察到,TS纳米粒子在乳胶膜表面构成峰状粗糙结构,增强了乳液的疏水性能;TGA结果表明,在热失重为10%及50%时,TS-BHSAG的热分解温度分别为380.59℃、415.39℃,在600℃时,乳胶膜的残余质量分数从4.78%增加到8.56%;当TS添加量为3%时,TS-BHSAG乳胶膜的接触角为121°,附着力为1级,耐冲击性能为50 cm,硬度为2H,吸水率为6.1%。

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