Page 215 - 《精细化工》2020年第8期

第 8 期 彭盼盼，等: 硅基和氨酯基协同改性水性丙烯酸树脂的制备与性能 ·1713·

且出现了对应 S—C 键结合能 164.8 eV 的 S 2p 峰， 中分散体粒径变大，粒径分布不均匀，致使整个反
与此同时 N 1s 峰强度存在着一定的变化。这些变化 应体系稳定性降低。当 IPDI-Si 含量过多时，可导致
说明 IPDI-Si 参与到聚合反应中。此外，对 PISA3 体系出现凝胶。
的 C 1s 进行了分峰处理，结果如图 2b 所示。图中，
283.9、284.7、285.4、286.5、287.4 和 289.0 eV 分
别对应为 C—Si、C—C、C—N、O—C—O、C==O
和 O—C==O 基团的结合能，从而进一步验证 IPDI-Si
成功对丙烯酸树脂进行了改性。

图 3 PISA 样品粒径分布图（a）及 PISA3 的 TEM 图（b）
Fig. 3 Particle size distribution of synthesized PISA samples
(a) and TEM image of PISA3 (b)

2.4 TGA 分析
图 4 为经 IPDI-Si 改性前后的 PISA 胶膜热失重
曲线。

图 2 PISA0、PISA3 XPS 全谱（a）和 PISA3 的 C 1s 谱
（b）
Fig. 2 Full range XPS spectra of PISA0 and PISA3 (a), and
C 1s XPS of PISA3 (b)

2.3 粒径分析与储存稳定性
图 3a 为不同 IPDI-Si 预聚体加入量的改性丙烯
酸树脂分散体粒径分布曲线。

从图 3a 中可以看出，随着 IPDI-Si 含量的增大，
图 4 PISA 胶膜的热失重曲线
分散体粒径逐渐变大；当 IPDI-Si 含量为 3%时，改
Fig. 4 TGA curves of PISA films
性丙烯酸树脂分散体透明，粒径平均在 264 nm 左
右。结合图 3b 的分散体 TEM 图，当 IPDI-Si 含量 从图 4 中可以看出，经 IPDI-Si 改性后的 PISA
为 3%时，改性丙烯酸树脂分散体粒子大小均一，分 胶膜热失重曲线较未改性的整体向右延伸，这说明
布较均匀。以此同时，对 PISA3 分散体在 3000 r/min 胶膜的热分解温度得到了提高。且随着 IPDI-Si 含量
转速下离心 15 min，分散体未出现沉淀，由此可知， 的增加，PISA 聚合物的热稳定性不断提高。表 1 列
当 IPDI-Si 含量为 3%，改性丙烯酸树脂分散体具有 出了 PISA 样品热失重 10%和 50%的温度，分别记
良好的贮存稳定性。而当将 IPDI-Si 含量提高到 4% 为 T 10% 和 T 50% 。随着 IPDI-Si 含量的增加，改性后的
时，分散体粒径平均在 411 nm 左右，粒径分布较 PISA 热分解温度 T 10% 和 T 50% 都有不同程度的提高，
为分散且大小不一。这可能是由于随着 IPDI-Si 含量 其中 T 10% 的提高较为显著。当 IPDI-Si 含量为 1%时，
的增加，体系中硅氧烷基团水解量增大，导致体系 T 10% 温度为 288.3 ℃，相对于未改性丙烯酸树脂的