1、納米粒子在化妝品、功能纖維、高檔油漆、涂料、橡膠、塑料和醫(yī)藥等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用，在耐水、耐久性和耐沾污飾面涂料以及多功能膜材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。少量納米粒子可明顯提高填充材料的耐候性、力學(xué)性能、耐磨性、抗菌性和光催化活性等。納米粒子填充高分子的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系是納米材料科學(xué)的研究前沿和熱點。
　　 本論文采用常規(guī)乳液聚合法和細(xì)乳液聚合法制備聚苯乙烯(PS)包覆二氧化硅(SiO2)核殼復(fù)合粒子(SiO2@PS)，詳細(xì)研究兩種S

2、iO2@PS粒子制備方法對粒子結(jié)構(gòu)和形貌的影響。采用穩(wěn)態(tài)和動態(tài)流變方法，結(jié)合透射電鏡、掃描電鏡、熱分析等測試手段系統(tǒng)研究SiO2和SiO2@PS粒子填充聚合物溶液和熔體流變行為，以期建立起粒子分散狀態(tài)與流變行為的關(guān)聯(lián)性，揭示粒子填充體系的粘彈性本質(zhì)。
　　 對比兩種聚合方法所制備的核@殼復(fù)合粒子可知，常規(guī)乳液聚合法所制備粒子的粒徑很大，分散度寬，形成的是微米級多核核@殼結(jié)構(gòu)，且形貌特征無法控制。細(xì)乳液聚合法可獲得納米級核@殼粒子

3、，改變條件能夠有效控制粒子形貌特征，制備出粒徑均一，包覆較好的納米級復(fù)合粒子。研究獲得最佳制備方案為0.225wt％十二烷基硫酸鈉(SDS)、5wt％正十六烷(HD)、反應(yīng)溫度80℃。
　　 比較了未改性SiO2、硅烷改性SiO2和SiO2@PS粒子在10wt％PS溶液中的懸浮穩(wěn)定性和流變行為，發(fā)現(xiàn)未改性SiO2、硅烷改性SiO2懸浮液顯示明顯的剪切變稀行為。與前兩種粒子懸浮液相比，在低剪切速率，SiO2@PS粒子懸浮液顯示粘度

4、降低及剪切變稀行為弱化。透射電鏡表明，核@殼粒子能均勻穩(wěn)定地懸浮分散在PS溶液中，避免粒子沉降，說明PS殼能有效地改善粒子與溶液中PS分子鏈相容性。
　　 采用細(xì)乳液聚合制備了殼層交聯(lián)的核@殼納米復(fù)合粒子(SCCSN)，粒徑32-98nm，交聯(lián)度為58.6wt％。在逾滲臨界體積分?jǐn)?shù)以上，非線性流變臨界應(yīng)變值(γc)與SCCSN濃度無關(guān)。該現(xiàn)象不同于未改性SiO2懸浮液。在低粒子濃度范圍，SCCSN在20vol％PS溶液中顯示類液

5、行為，且φSCCSN=4.2vol％時SCCSN在PS溶液中形成類凝膠狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與SCCSN懸浮液流變行為不同，隨未改性SiO2粒子濃度增加，SiO2懸浮液出現(xiàn)液.固轉(zhuǎn)變。
　　 采用穩(wěn)態(tài)和動態(tài)流變方法研究了SiO2和SCCSN填充PS的熔體流變行為，采用動態(tài)時間掃描研究填充熔體在熱處理過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。結(jié)果表明，SCCSN填充體系比SiO2填充體系顯示出極好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。利用時間.濃度疊加原理研究填充體系的Payne效應(yīng)，

6、發(fā)現(xiàn)SiO2和SCCSN填充體系非線性流變行為僅與基體分子鏈解纏結(jié)有關(guān)，與粒子團聚體結(jié)構(gòu)破壞無關(guān)。雖然交聯(lián)殼層能有效抑制填料團聚，但SCCSN對增強PS熔體的補強作用僅與SCCSN中SiO2核有關(guān)。
　　 利用TG、DSC和DMA熱分析方法研究SCCSN的結(jié)構(gòu)特征，發(fā)現(xiàn)隨著交聯(lián)劑增加，包覆率提高，且殼層聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高。DSC和DMA分析表明，SiO2與SCCSN填充均造成PS玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低。動態(tài)流變結(jié)果表明，SCC