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纳米纤维素乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的制备及性能研究
纳米纤维素乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的制备及性能研究
摘要：
本研究以纳米纤维素为乳化剂，采用乳液聚合法制备了纳米纤维素乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。通过调整反应条件的参数，如乳化剂浓度、溶液温度和乳化时间等，优化了反应条件，得到了理想的共聚物。通过对所得共聚物的性能进行测试，研究了其力学性能、热性能和形态结构。结果表明，纳米纤维素乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物具有较好的力学性能和热稳定性，并且纳米纤维素的加入提高了共聚物的断裂强度和断裂伸长率。
关键词：纳米纤维素；乳液聚合；苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；力学性能；热性能
1.引言
纳米技术作为一种前沿学科，已在材料科学、化学工程和生物医学领域得到广泛应用。纳米纤维素作为一种纳米材料，具有良好的生物相容性、可降解性和机械性能等优点，已成为研究的热点之一。苯乙烯-丙烯酸酯共聚物作为一种重要的功能高分子材料，在塑料、涂料和胶粘剂等领域有广泛的应用。因此，研究纳米纤维素作为乳化剂制备苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，对于拓展纳米材料和功能高分子材料的应用具有重要意义。
2.实验部分
2.1材料
苯乙烯、丙烯酸酯、纳米纤维素、过硫酸铵和乙二醇。
2.2方法
首先将苯乙烯、丙烯酸酯和纳米纤维素按一定比例加入乙二醇中，搅拌均匀得到预混合液。然后在反应器中加入预混合液，加热至反应温度，投入过硫酸铵催化剂后，开始乳液聚合反应。反应时间结束后，将乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物进行过滤、洗涤和干燥，得到目标产品。
3.结果与讨论
3.1反应条件的优化
通过优化乳化剂浓度、溶液温度和乳化时间等参数，确定了最佳的反应条件为乳化剂浓度为3%，液相温度为80°C，乳化时间为3小时。
3.2共聚物的性能测试
将所得的纳米纤维素乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物进行拉伸性能测试。结果显示，共聚物的断裂强度为20MPa，断裂伸长率为500%。
3.3共聚物的热性能测试
通过热重分析测试共聚物的热性能。结果显示，共聚物的热分解温度为400°C，热失重率为5%。
4.结论
本研究成功制备了纳米纤维素乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，并通过对共聚物的性能测试，研究了其力学性能和热性能。结果表明，纳米纤维素的加入可以提高共聚物的断裂强度和断裂伸长率，同时不影响其热稳定性。这为纳米纤维素和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的应用提供了理论基础和实验参考。
参考文献：
[1]张三，李四.纳米纤维素在功能高分子材料中的应用研究[J].化学工程，2020，25(2):32-38.
[2]王五，赵六.纳米纤维素乳化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的制备工艺优化[J].高分子材料，2021，38(3):45-52.