论文摘要
随着科技发展与生活水平的提高，人们对居住条件的安全性、舒适性和抗卫生的要求也越来越高。将纳米TiO2粉末添加于苯丙乳液中可制备成抗菌乳液和抗菌涂料，是值得大力推广的一种绿色环保材料，在消毒杀菌方面更是有着巨大的应用前景，它适用于各种要求抗菌、防污的场合。聚合物/无机复合材料借助于聚合物载体，发挥无机纳米粒子的小尺寸效应、量子尺寸效应、量子隧道效应和表面界面效应，可以赋予聚合物微球以功能性；聚合物/无机复合微球，兼具有机材料和无机材料两者的性能优势，并且可以实现性能优化产生新的功能。Pickering乳液与传统乳液的最大区别在于使用固体粉末替代传统表面活性剂。因其避免了表面活性剂的毒性和负面作用（例如起泡、影响材料性能）以及独有的界面粒子自组装效应，受到广泛关注。本文以纳米二氧化钛为稳定剂，利用Pickering乳液聚合法制备了无机/聚合物复合材料，即纳米二氧化钛稳定的Pickering抗菌乳液，并将其首次应用于水敏感呼吸型调湿涂料。论文分以下几部分：首先，论文阐述了目前聚合物/无机复合微球的发展概况及制备方法；纳米二氧化钛的抗菌性能、原理和应用；Pickering乳液简介、影响因素及应用；纳米二氧化钛稳定的Pickering乳液。第二，以纳米TiO2固体颗粒作为稳定剂分散在水相中，以丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）乙烯类单体混合物为油相，制备纳米TiO2稳定的丙烯酸酯Pickering共聚物乳液（NT-BMPkE）。用傅里叶红外光谱（FT-IR）、热重分析（TG）和透射电镜（TEM）对聚合物结构与热稳定性，粒子形貌进行了表征。并最终确定了NT-BMPkE合成的优化工艺，并提出了NT-BMPkE的形成机理，该乳液及乳胶膜基本性能达到合成乳液内墙涂料国家标准，并具有抗菌性。第三，以纳米TiO2固体颗粒作为稳定剂分散在水相中，以BA、苯乙烯（St）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）乙烯类单体混合物为油相，通过共聚反应，制备了纳米TiO2固体颗粒稳定的环氧-苯丙Pickering乳液（NT-SBPkE）。用FT-IR、TG、TEM和扫描电镜（SEM）对聚合物结构与热稳定性，粒子形貌进行了表征。并最终确定了NT-SBPkE合成的优化工艺。该乳液及乳胶膜基本性能达到合成乳液内墙涂料国家标准，并具有抗菌性。第四，以纳米TiO2固体颗粒作为稳定剂分散在水相中，以BA、St，GMA和甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）乙烯类单体混合物为油相制备了纳米TiO2固体颗粒稳定的环氧-苯丙交联Pickering共聚物乳液（NT-HSBPkE），用FT-IR、TG、TEM和SEM对聚合物结构与热稳定性，粒子形貌进行了表征。并最终确定了NT-HSBPkE合成的优化工艺。该乳液及乳胶膜基本性能达到合成乳液内墙涂料国家标准，并具有抗菌性。最后，分别用上述三种纳米TiO2稳定的Pickering共聚物乳液为功能性高分子成膜物，以高岭土、膨润土、硅藻土和坡缕石等黏土为颜填料，制备了纳米TiO2稳定的Pickering乳液功能涂料。首先，测定了其涂料基本性能，结果表明：所制备的改性丙烯酸酯共聚物涂料的基本性能均达到合成乳液内墙涂料国家标准（标准号：GB/T9756-2009）。其次，考察了调湿涂料的吸/放湿性能，结果表明：三种调湿涂料调湿性能俱佳。进一步用扫描电子显微镜（SEM）对其微观形貌进行了分析。再次，考察了调湿涂料的抗菌性能，表明有抗菌性。涂料作为一种重要的化工材料，正在从单纯的保护性、装饰性作用朝着专业化、功能化及智能化方向发展。调湿涂料是具有吸、放湿特性的功能涂料，它相比与一般的调湿材料而言，有效利用室内空间，但又不占用室内空间是它最大的优势，因此具有广阔的市场利用前景。总之，所制备的三种纳米TiO2稳定的Pickering共聚物乳液具有抗菌性能；该乳液中无传统乳化剂，对人体的毒害作用小，并且该乳液稳定性，不受体系pH值、盐浓度、温度及油相组成等因素的影响。以这三种Pickering共聚物乳液复配无机多孔/多层颜填料制得具有调湿、抗菌双功能性能的涂料。该涂料具有环保、节约能源的特点，有望用于建筑物室内内墙的涂装。