沈理畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、 開(kāi)題報(bào)告題目名稱液相體系中有機(jī)硅微球的制備過(guò)程研究題目來(lái)源A題目類型2導(dǎo)師姓名張武學(xué)生姓名王秋君班級(jí)學(xué)號(hào)專 業(yè)粉體材料科學(xué)與工程1、 研究目的及內(nèi)容（不少于500字）以二氯二甲基硅烷( DMDCS) 和正硅酸乙酯( TEOS) 為單體，采用水解-縮合法合成有機(jī)硅微球。 重點(diǎn)研究反應(yīng)條件，如單體配比，單體濃度，偶聯(lián)劑使用等對(duì)產(chǎn)物形態(tài)的影響，并進(jìn)一步表征產(chǎn)物的疏水性及其耐熱性能。有機(jī)硅微球分子結(jié)構(gòu)上既含有無(wú)機(jī)硅氧烷骨架結(jié)構(gòu)，又含有多種有機(jī)側(cè)基，這種特殊的化學(xué)組成和分子水平上的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)，使其兼具無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料的優(yōu)異性能。與一般的硅樹脂相比，具有更優(yōu)異的耐熱性電絕緣性耐候性耐輻照性疏水

2、自潔性等，在橡膠塑料涂料膠黏劑以及化妝品等多種工業(yè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。制備聚硅氧烷微球的常規(guī)方法是水解縮合法和加成法。水解縮合法：RXSi(OR1)(4-X)+H2ORXSi(OH)(4-X) RXSiO(4-X)/2上式中:R為甲基、苯基或取代烷基，R1一般為小分子烷基(一般CtC6)的脂肪鏈或芳香鏈)。所用的烷氧基硅烷一般為烷基三烷氧基硅烷(如甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷)，也可將其與二甲基二烷氧基硅烷(如二甲基二甲氧基硅烷)或取代烷基烷氧基硅烷(如氨丙基三乙氧基硅烷)共水解來(lái)調(diào)節(jié)或修飾聚硅氧烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在水解縮合法中，需要加入酸堿催化劑來(lái)提高反應(yīng)速率。水解時(shí)一般可用酸(如醋

3、酸、鹽酸等)或堿作催化劑，而縮聚時(shí)一般用堿(如氫氧化鈉、氨水等)作催化劑。另外，在反應(yīng)體系中加入其它溶劑(如乙醇、聚乙二醇等)及表面活性劑，則有利于對(duì)反應(yīng)過(guò)程及生成產(chǎn)物進(jìn)行控制。用水解縮合法制得的有機(jī)硅樹脂微球的粒徑一般為0.01m100m，多數(shù)在0.5m10m。2、 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀（不少于1000字，不允許整段抄襲，數(shù)據(jù)和結(jié)論引用必標(biāo)注引用符號(hào)）制備高分子微球的方法有懸浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法和種子聚合法等。1. 懸浮聚合法懸浮聚合法制備聚合物微球時(shí)，單體通常在懸浮于水中的液滴內(nèi)被引發(fā)聚合，經(jīng)分離、洗滌和干燥后，得到比較純凈聚合物微球。聚合物微球的粒徑大小一般在0.0

4、5一2.00mm，粒度分布相對(duì)較寬。該方法可以合成具有特殊功能的聚合物微球。Tokuda等用懸浮聚合的方法制備出以聚苯乙烯為核，F(xiàn)e304或Ru02為殼的磁性高分子微球。2. 乳液聚合法乳液聚合法的單體是在增溶膠束中引發(fā)聚合，形成穩(wěn)定的乳膠粒，該種乳膠粒經(jīng)分離、脫水和干燥后，得到聚合物微粒。聚合物微粒的粒徑大多在微米級(jí)。Nagai等開(kāi)發(fā)了一種特殊的乳液聚合法，可將乳液聚合限制在硅膠顆粒表面，得到表面覆蓋聚苯乙烯的復(fù)合微球，硅膠表面聚苯乙烯的覆蓋隨著苯乙烯濃度的增高而增厚，得到的復(fù)合微球與聚苯乙烯溶液混合后制膜,顆粒能均勻分散在膜中,此種方法制得的膜延伸率和應(yīng)力增大了2倍。劉春朋等也通過(guò)液聚合法

5、制備了聚苯乙烯一丙烯酸磁性高分子微球。3. 分散聚合法分散聚合法的特點(diǎn)是反應(yīng)前單體、引發(fā)劑及其穩(wěn)定劑都溶于混合溶劑中,單體通過(guò)聚合生成不溶于混合溶劑的聚合物,而且形成膠態(tài)穩(wěn)定的分散體系。王為等采用分散聚合法制備了單分散性聚苯乙烯微球,并且研究了分散劑、反應(yīng)溫度及單體濃度對(duì)成球形貌的影響。uyama等以聚丙烯睛為單體,DMF/甲醇為分散劑、P鉀為穩(wěn)定劑制備出多孔微球。4. 沉淀聚合法沉淀聚合法與分散聚合法的不同點(diǎn)是,沉淀聚合不使用穩(wěn)定劑,而靠添加一些與分散相有親和作用的單體來(lái)使微球穩(wěn)定。閻青等用沉淀聚合法在乙酸溶液中合成出窄分散交聯(lián)聚苯乙烯微球。5. 種子聚合法種子聚合法是一種能制備各種功能微球

6、的有用技術(shù)。如Figure1.1,聚合體系由種子微球(或種子液滴)、單體(或單體液滴)、分散相、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑等組成,有時(shí)也需要添加溶脹助劑。單體液滴內(nèi)的單體不斷溶解于分散相內(nèi)繼而被微球吸收,直至達(dá)到溶脹平衡,溶脹過(guò)程結(jié)束后,便可進(jìn)行聚合反應(yīng)。種子聚合法可以分為乳液種子聚合法和分散溶脹聚合法。一般乳液聚合得到的聚合物微粒直徑在0.2微米以下,改變?nèi)榛瘎┓N類和用量,或者改變工藝條件,雖然可使微粒直徑有所增加,但是要使粒徑大于1.0卿則很困難。為了達(dá)到此目的,發(fā)展了乳液種子聚合法。乳液種子聚合法主要用于制備單分散且粒徑小于2.0微米的乳液,而常規(guī)條件下,則很難獲得幾微米至幾十微米的微粒。如果一開(kāi)始

7、聚合物微粒是由分散聚合而得,然后這一種子顆粒被懸浮在新的溶有單體、引發(fā)劑和穩(wěn)定劑的介質(zhì)中,并通過(guò)調(diào)節(jié)介質(zhì)極性等方法,使單體和引發(fā)劑從介質(zhì)中游離出來(lái),并進(jìn)入到聚合粒子中使之溶脹,然后進(jìn)行種子聚合,可得到粒徑達(dá)50.0微米、均勻分散的聚合物粒子,這就是分散溶脹法。分散溶脹法可以一步溶脹完成,也可以多步溶脹完成。Konno研究小組采用此方法,在聚合過(guò)程中利用靜電吸引,使聚合過(guò)程的核在互相聚集的過(guò)程中成長(zhǎng),制備出粒徑5.5微米尺寸均一的微球。3、實(shí)驗(yàn)方案（1）通過(guò)改變單體比例，觀察SEM下的產(chǎn)物形貌；（2）通過(guò)改變溫度，觀察SEM下的產(chǎn)物形貌；（3）通過(guò)加入K570的用量，觀察SEM下的產(chǎn)物形貌；（4

8、）研究影響有機(jī)硅微球成球率的因素，確定最佳的實(shí)驗(yàn)方案。4、實(shí)驗(yàn)安排進(jìn)度（按任務(wù)書的編寫）3月2號(hào)到3月13號(hào)：查閱資料，撰寫開(kāi)題報(bào)告，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；3月16號(hào)到4月30號(hào)：進(jìn)行初步實(shí)驗(yàn)探索工作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象；5月5號(hào)到5月15號(hào)：根據(jù)第二階段的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況，開(kāi)展系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究；5月17號(hào)到6月15號(hào)：整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。5、參考文獻(xiàn)1 戴珍，李燕芳，劉海云，等 分子水平上有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化的聚有機(jī)硅倍半氧烷材料研究進(jìn)展J 中國(guó)材料進(jìn)展，2009，28( 2) :162 華軍利，文秀芳，鄭大鋒，等 有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化超疏水涂層的制備J 電鍍與涂飾，2009，28( 12) :49523

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