表面工程化TiO2纳米复合乳胶：高固含量丙烯酸涂料的微乳液聚合及其增强的热机械与抗菌性能

为解决高固含量（>50%）纳米复合乳胶中纳米颗粒分散稳定性及性能提升的难题，研究人员通过微乳液聚合法成功合成含TiO2（pTiO2/mTiO2）的丙烯酸共聚物乳胶P(MMA-co-BA-co-AA)。研究发现原位聚合的mTiO2复合材料热降解温度（T50）提升20°C以上，拉伸强度提高30%，并对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌展现出50%更强的抑菌活性，为高性能涂层开发提供新策略。

　　

这项研究通过微乳液聚合技术（mini-emulsion polymerization）巧妙设计了两类二氧化钛(TiO₂)纳米复合材料：原始态(pTiO₂)和丙烯酸酯功能化(mTiO₂)。科研人员采用两种策略将纳米颗粒引入聚甲基丙烯酸甲酯-共聚-丙烯酸丁酯-共聚-丙烯酸[P(MMA-co-BA-co-AA)]体系——在单体转化阶段直接加入纳米颗粒的原位聚合（in situ），以及将预制乳胶与纳米颗粒混合的离位共混（ex situ）。

令人振奋的是，带电位的动态光散射分析揭示：由于mTiO₂表面丙烯酸酯基团与增长聚合物链的共价键合，原位策略显著提升了胶体稳定性。热重分析(TGA)数据亮眼，功能化材料的热分解中值温度(T₅₀)比原始TiO₂复合材料高出20°C以上。万能试验机(UTM)测试更显示，mTiO₂复合膜的拉伸强度暴涨30%，这归功于纳米颗粒-基体间更强的界面相互作用。

在抗菌战场，这些纳米涂层展现出"双杀"能力：对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌）的抑制率，mTiO₂组比pTiO₂组高出约50%。这种56%高固含量的"智能涂料"解决方案，既突破了传统纳米复合材料分散稳定性差的瓶颈，又实现了热机械性能和抗菌效能的协同飞跃，为医疗器械防护涂层、建筑抗菌表面等应用开辟了新途径。