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·398· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
性增加，所以图 6c 的 PWNC 涂膜表面的明暗分布 了明显的质量损失趋势。这是因为 PWNC 是由软硬
差异明显变小，表面凹凸不平的情况也明显改善。 段交替合成，硝化纤维组成的软段部分的热稳定性
由图中数据可得，NC 涂膜表面最高点与最低点的距 较差，硝化纤维基体会发生 O—NO 2 键断裂，聚合
离为 200 nm，涂膜的平均粗糙度（R a ）为 9.236 nm； 物中的大分子断裂成了小分子；与此同时，随着温
PWNC 涂膜表面最高点与最低点的距离为 15 nm， 度的继续升高，PWNC 中硬段开始分解，由于硬段
涂膜的平均粗糙度（R a ）为 1.974 nm，因此，PWNC 的热稳定性比软段好，所以分解温度提高。
涂膜的表面平整度优于 NC 涂膜。
2.8 接触角分析
图 7 分别为 NC 涂膜、WNC 涂膜和最佳合成条
件下制备的 PWNC 乳液涂膜的接触角检测结果。
图 8 NC、WNC 和 PWNC 涂膜的热重分解曲线
Fig. 8 Thermogravimetric curves for NC, WNC and
PWNC films
表 3 不同质量损失下 NC、WNC 和 PWNC 薄膜的降解
温度
Table 3 Degradation temperature of NC, WNC and PWNC
图 7 NC、WNC 和 PWNC 乳液涂膜的接触角检测结果 films at different weight losses
Fig. 7 Water contact angle test results for PWNC, WNC 样品 T 5/℃ T 10/℃ T 20/℃ T 50/℃ T 80/℃
and NC films
NC 129.61 148.65 164.78 244.09 396.52
如图 7 所示，NC、WNC 和 PWNC 涂膜的平均 WNC 125.11 172.37 201.71 296.82 382.10
PWNC 144.72 187.07 220.88 323.04 403.30
接触角分别为 83.7、93.5和 118.9。表面水接触角
的大小反映了材料的疏水性大小，PWNC 涂膜的接
如表 3 所示，NC、WNC 和 PWNC 涂膜的 5%
触角较 NC、WNC 涂膜有了明显的提升，结合 SEM
质量损失 下的温度 分别为 129.61 、 125.11 和
图片可以看出，NC 涂膜表面不平整，较为粗糙且具
144.72 ℃。PWNC 涂膜比 NC 高 15.11 ℃，比 WNC
有凹凸不平的海岛结构，这就使得水分子容易渗入
高 19.61 ℃，而在 50%质量损失下的温度分别为
到涂膜内部，而 PWNC 涂膜表面平整且光滑，所以
244.09、296.82 和 323.04 ℃，PWNC 涂膜比 NC 涂
涂膜表面比较紧实，水分子不易渗入，并且 PWNC
涂膜已成功地将耐水性较好的─NHCOO─基团引 膜高 78.95 ℃，比 WNC 涂膜高 26.22 ℃。这表明，
入硝化纤维分子上，一定程度上也阻碍了水分子的 随着温度的升高，PWNC 涂膜表现出了更高的耐热
进入，从而使涂膜的耐水性增强 [20] 。 性，PWNC 比 NC、WNC 涂膜具有更高的热稳定性。
2.9 热重分析 综上可得，PWNC 涂膜提高了涂膜的热稳定性。
NC 涂膜、WNC 涂膜以及最佳合成条件下的 2.10 TEM 分析
PWNC 涂膜的 TGA 曲线见图 8。表 3 显示了 5%、 图 9 是最佳合成条件下PWNC 乳液的 TEM 图片。
10%、20%、50%和 80%不同质量损失下 NC、WNC 如图 9 所示，PWNC 乳液是规则的圆球结构，
和 PWNC 薄膜的降解温度。 粒径基本相同，比较均匀，而且具有明显的核壳结
如图 8 所示，样品在升温过程中有两个不同热 构。这种结构的成因是硝化纤维分子上引入了亲水
+
分解的阶段。在热分解第一阶段，3 种涂膜在 130℃ 性羧酸盐基团，亲水性的羧酸盐 COO H N (CH 2CH 3) 3
以下时的失重率都很小，这可能是体系中的小分子 覆盖在疏水性的硝化纤维分子上，形成亲水性的外
和微量溶剂随着温度的升高而挥发的结果 [18] 。在热 壳结构，而疏水性的硝化纤维分子就组成了内核结
分解第二阶段，当温度高于 130℃时，样品呈现出 构，从而使乳胶粒呈现出明显的核壳结构。
