PMMA/CaCO3纳米复合材料的制备与性能

用硅烷偶联剂KH-570对纳米CaCO3表面进行改性处理,采用原位聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/CaCO3纳米复合材料,用溶解实验、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等方法对纳米CaCO3粒子和PMMA基体之间的界面相容性进行了表征,考察了复合材料的力学性能.结果表明,纳米CaCO3在基体中可能起到...     

胶乳共混法天然橡胶/二氧化硅纳米复合材料的制备及性能

采用胶乳共混法制备天然橡胶/二氧化硅(NR/SiO2)纳米复合材料。先用硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅进行改性,再经乳液聚合接枝上聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)得到PMMA-SiO2粒子,最后将其与用MMA改性的天然胶乳(NR-PMMA)共混制得NR/SiO2纳米复合材料。采用红外光谱仪、透射电镜、扫描电镜、热重分析仪、橡胶拉伸测试机对样品进行了表征。实验结果表明,PMMA成功地接枝于SiO2表面,PMMA-SiO2在橡胶基体中分散均匀,平均粒径在60nm～80nm之间,复合材料的拉伸强度比纯的NR提高了35%,定伸应力也有显著提高。     

纳米粒子改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备及应用

本文主要论述了用纳米粒子SiO2 、TiO2 及石墨、蒙脱土等改性PMMA的方法以及表征手段和材料的用途及展望 ,纳米改性PMMA赋予PMMA很好力学、光学及导电性能。     

SiO2的功能化改性及其与聚合物基体的界面研究进展

纳米二氧化硅(SiO_2)作为一种最常用的无机纳米材料,受到了各个领域研究者的广泛关注且已得到实际应用。以纳米SiO_2作为改性填料,得到的聚合物纳米复合材料兼具了聚合物基体和纳米SiO_2二者的优点,因而表现出优异的力学性能、热学性能、光学性能以及化学稳定性等。但是纳米SiO_2表面富含大量活性硅羟基,极易团聚,用一般方法难以实现其在纳米尺度上的均匀分散以及与高分子基体材料间良好的界面粘结。因此,在制备纳米SiO_2改性的聚合物基纳米复合材料前,研究者们常通过对SiO_2进行表面改性,以改善其与聚合物基体的界面相容性及其在聚合物基体中的分散性,并赋予其一定的功能性。目前,纳米SiO_2的改性方法有很多,总的来说主要为物理改性和化学改性,而根据改性剂的种类不同,又可以分为有机改性、无机改性和杂化改性三种。聚合物/纳米SiO_2复合材料的优异性能不仅取决于有机聚合物和无机纳米SiO_2两组分的性能,还取决于两者间的界面结构和形态特征。尽管界面相的体积含量只占总体积含量中很少的一部分,但是界面间的相互作用、界面处聚合物结构与基体结构的差异、界面相微观形貌的变化等都会使整个复合体系的宏观性能发生明显的改变。因而针对有机聚合物与无机纳米SiO_2间的界面研究对于纳米复合材料性能的优化设计具有重要的科学意义。近年来,关于聚合物与无机纳米粒子之间的界面研究主要集中在两个方面:一方面是聚合物及无机纳米粒子表面的物理、化学性质对界面处性能的影响;另一方面是聚合物基体与无机纳米粒子之间的界面相互作用对复合材料性能的影响。目前,常通过现代仪器分析技术测试界面相的微观形貌(如粗糙程度、厚度等)及化学结构(如化学键合方式、键能等),或结合分子动力学模拟阐明分子集合体结构以及相互间的微观作用机理,从理论角度更准确地解释界面性能和界面行为,为复合材料的优化设计提供理论基础和新方法。本文归纳了有机改性、无机改性和杂化改性三种方法在纳米SiO_2的功能化方面的研究进展,讨论并对比了不同改性方法的优势和缺点,较全面地综述了当前现代仪器分析表征和分子动力学模拟在聚合物/SiO_2界面作用研究方面的最新进展,最后展望了纳米SiO_2与聚合物基体界面作用未来研究的工作重点。     

废印刷电路板非金属粉负载二氧化硅杂化填料的制备及其在不饱和聚酯中的应用

为增强废印刷电路板非金属粉(WPCBP)与聚合物基体之间的界面结合作用,采用溶胶-凝胶法在WPCBP表面原位负载了一层纳米二氧化硅粒子(SiO2),制备了一种新型的WPCBP-SiO2杂化填料.SEM、TGA和FTIR证明SiO2通过化学键成功负载到了杂化填料的表面.采用含双键的界面改性剂对杂化填料进行改性后,应用于不饱和聚酯树脂基体,探讨了未改性杂化填料及表面改性杂化填料对不饱和聚酯复合材料的力学性能、界面结合作用和热稳定性能的影响.结果表明,新型的杂化填料WPCBP-SiO2能够与不饱和聚酯基体形成强的界面结合作用,显著提高不饱和聚酯复合材料的力学性能和热稳定性能,且表面改性后复合材料的各项性能得到进一步提高.     

核-壳式纳米Al2O3 / PS 复合粒子改性聚苯乙烯的选区激光烧结实验研究

针对纳米粒子易团聚的特点, 利用乳液聚合方法制备纳米Al₂O₃ / PS 复合粒子。用TEM、FTIR 对复合粒子结构进行了表征。结果表明, 所制备的复合粒子具备以纳米氧化铝为核、以聚苯乙烯为壳的核2壳式结构, 而且包覆层厚度大约为10～20 nm。用复合粒子改性选区激光烧结制备聚苯乙烯基纳米复合材料, 通过SEM 和FE2SEM 研究纳米复合材料烧结体的显微结构, 发现纳米粒子较好地分散在聚合物基体中, 且纳米氧化铝与聚合物基体之间的界面相容性和粘结性较好, 烧结体结构较致密。      

聚苯乙烯/纳米SiO2复合颗粒制备与表征

为改善二氧化硅(SiO2)纳米粒子与聚合物基体间的亲和性,使SiO2表面功能化,将硅烷偶联剂KH-570引入C=C基团,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯(St)单体,实现了纳米二氧化硅表面的聚苯乙烯(PS)高分子包覆改性,制备了具有核/壳结构的SiO2-PS复合纳米粒子,产物的单体转化率和接枝效率在80%以上.研究了二氧化硅含量和偶联剂用量对聚合反应的单体转化率和接枝效率的影响,探讨了偶联剂的作用机理,利用FT-IR、TEM、TG对SiO2-PS复合粒子的表面结构进行了表征.结果表明,复合粒子具有明显的核壳结构,壳层厚度在20nm左右,乳液聚合过程可有效使二氧化硅的团聚体剥离呈纳米级颗粒.     

纳米粒子改性环氧树脂及其复合材料力学性能研究

通过机械共混法制备了Al2O3纳米粒子改性环氧树脂基体,研究了纳米粒子含量对改性树脂基体力学性能的影响,并采用紧凑拉伸实验研究了纳米粒子改性环氧树脂的断裂韧性。利用改性树脂制备了玻璃纤维增强复合材料,研究了改性复合材料的力学性能与纳米粒子含量之间的关系。结果表明:纳米粒子的加入明显改善了环氧树脂基体的断裂韧性并且有助于提高树脂与纤维之间的界面粘接强度,因而使改性复合材料的层间性能明显提高而其他力学性能基本不变。     

LLDPE/MAH-LLDPE/SiO_2复合材料的形态结构与增韧机理

采用线型低密度聚乙烯(LLDPE)、纳米二氧化硅(SiO2)与马来酸酐接枝的LLDPE(MAH-LLDPE)通过熔融共混与注塑成型工艺,制备了LLDPE/MAH-LLDPE/SiO2复合材料。MAH-LLDPE对LLDPE/SiO2复合材料起到了界面增容作用,纳米SiO2粒子以30 nm~160 nm的尺寸较均匀地分散在复合材料中,并与聚合物基体形成良好的界面粘接。这些均匀分散的SiO2粒子起到异相成核作用,促进了复合材料中LLDPE相的结晶,提高了其晶面厚度、熔点和结晶温度;另一方面,SiO2和MAH-LLDPE中少量的凝胶降低了LLDPE的结晶度。在复合材料冲击断裂过程中,纳米SiO2粒子起到应力集中作用,诱导其邻近的聚合物基体屈服、界面空化;同时呈多尺度分布的纳米SiO2聚集粒子发生粒子间的分离,吸收能量,从而实现了对LLDPE的增韧作用。     

纳米二氧化硅补强可生物降解聚酯弹性体的制备与性能

通过原位聚合和界面改性,制备出SiO2含量0phr～20phr(质量份数)的纳米SiO2/聚(癸二酸-丙三醇-柠檬酸)酯复合材料,并研究了其结构与性能。力学性能测试结果表明,改性纳米SiO2对弹性体表现出了优异的补强效果,拉伸强度可从0.9MPa提高到5.3MPa;扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表明,SiO2以纳米网络状态分散于基体中,与基体间界面结合良好;X射线衍射(XRD)谱图从分子短程相互作用的角度反映出SiO2的存在不利于有序结构的生成;差示扫描量热(DSC)曲线显示,随SiO2含量增加,材料的Tg向低温方向移动;降解性能测试表明,SiO2的加入有助于调节材料的降解速度。