设计用于环保涂料的智能聚合物纳米颗粒
Mohsen Soleimani1, Jeffrey C Haley, Daniel Majonis
1Department of Chemical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada M5S 3E5.
Journal of the American Chemical Society
|June 30, 2011
概括
响应pH的纳米粒子改变了水中的形态. 这种受控的相位分离显著加快了聚合物扩散,并延迟了薄膜凝聚,改善了水性涂料的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 体科学 体科学 体科学
背景情况:
- 双组件纳米粒子为先进的材料应用提供可调节的特性.
- 控制纳米粒子形态是影响薄膜形成和性能的关键.
- 水性涂料寻求改进的特性,如延长开放时间,传统上是在基于溶剂的系统中发现的.
研究的目的:
- 合成和表征具有可逆形态变化的pH响应纳米粒子.
- 研究纳米粒子形态学对聚合物扩散和薄膜凝聚的影响.
- 探索这些纳米颗粒在增强水性油漆配方中的潜力.
主要方法:
- 合成烯酸共聚合物和富含酸的寡合物纳米颗粒.
- 光共振能量转移 (FRET) 用于分子层面的形态评估.
- 定位实验和薄膜形成研究,以分析扩散和凝聚.
主要成果:
- 纳米粒子具有可逆的pH依赖形态 (在基本条件下可溶于酸性,核心外).
- 碳氧化寡合物显著增强了聚合物扩散混合 (>2个数量级).
- 寡合体外将薄膜凝聚延迟约30分钟,延长涂料开放时间.
结论:
- 纳米颗粒中pH触发的形态转化可以控制薄膜形成动态.
- 这些纳米颗粒可以显著改善水性涂料的扩散混合和凝聚延迟.
- 使用像氨这样的挥发性基可以产生协同效应,进一步优化膜的特性.


