功能性TiO2纳米粒子的合成及对聚甲基丙烯酸甲酯物理性能的影响

由水热反应法合成了二氧化钛(TiO_2)纳米粒子,以"Grafting-onto"的方式对TiO_2进行接枝改性,合成了带有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)长链的TiO_2纳米粒子(M-TiO_2)。红外光谱与热重分析结果表明,TiO_2表面成功接枝了PMMA的长侧链,且PMMA接枝密度为0.042 nm~(-2)。随后,将不同表面修饰的纳米粒子与PMMA进行熔融共混,发现相较于纯TiO_2,改性后的TiO_2纳米粒子在PMMA中分散性更好,在扫描电镜与透射电镜中没有观察到明显的团聚现象。通过透光率/雾度测试表征,发现当添加5%未改性TiO_2时,复合材料光学性能较差(透光率83.7%,雾度为15.99%);而添加相同量M-TiO_2,复合材料的透光率和雾度与纯PMMA相近(透光率90.0%,雾度4.96%),折射率可由1.487提升至1.524,且其力学性能和热稳定性也明显改善。这为制备兼具有高机械与折射性能的有机无机杂化纳米复合材料提供了一种新的可靠途径。