反相微乳液中纳米SiO₂粒子的合成及其杂化膜的制备和性能表征

来源期刊：功能材料2015年第22期

论文作者：程诚 王挺 王健 吴礼光

文章页码：22071 - 22075

关键词：反相微乳液;纳米SiO2粒子;原位聚合;杂化膜;气体分离;

摘    要：在以两亲性三嵌段大分子聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO,F127）为表面活性剂、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为油相介质、正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体、氨水为水解催化剂的反相微乳液中合成纳米SiO2粒子,进而采用微乳液原位聚合法制备SiO2/PMMA有机-无机杂化膜。利用紫外可见光谱和透射电镜分析反相微乳液中纳米SiO2粒子的形成与形貌。通过聚合过程中体系粘度的变化探讨纳米SiO2粒子对成膜过程的影响。采用扫描电镜表征了SiO2/PMMA杂化膜的结构,结合气体渗透实验考察杂化膜的CO2/N2分离性能。结果表明,在反相微乳液体系中增加TEOS的投加量,有利于更多纳米SiO2粒子的形成,但对原位聚合成膜过程的抑制作用增强。由于两亲性大分子F127的保护作用,原位聚合成膜后纳米SiO2粒子较均匀地分散在杂化膜中。杂化膜的CO2、N2渗透性及CO2/N2渗透选择性表现出随TEOS投加量的增加先增大后减小的趋势,当TEOS投加量为4.0mL时,制备的SiO2/PMMA杂化膜的CO2渗透系数为1.64×105 Barrer,CO2/N2渗透选择性可达27.31。