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    有機高分子—無機納米復合粒子改性高分子材料的力學性能

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    有機高分子—無機納米復合粒子改性高分子材料的力學性能

    發布日期:2015-06-25 14:40 來源:http://www.mon43.com 點擊:

         有機高分子—無機納米復合粒子改性高分子材料的力學性能

      

         在充滿生機的21世紀,改性材料廠信息、生物技術、能源、環境、先進制造技術和國防的高速發展必然對材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸等對材料的尺寸要求越來越??;航空航天、新型軍事裝備及先進制造技術等對材料性能要求越來越高。新材料的創新,以及在此基礎上誘發的新技術是未來10年對社會發展、經濟振興、國力增強最有影響力的戰略研究領域,納米材料將是起重要作用的關鍵材料之一。納米材料是納米科技中最為活躍、最接近應用的重要組成部分。 納米技術是80年代末誕生并正在蓬勃發展的一種高新技術,主要是研究由尺寸在1~100nm之間的物質組成的體系。當粒子尺寸進入納米量級時,其本身就具有一些常規粒子所沒有的奇特的效應,如小尺寸效應、表面效應等,因而展現出許多特有的性質,成為探索和制備高性能和多功能復合材料的重要途徑。

        隨著納米科技的發展,納米復合材料正在嶄露頭角。 納米復合材料是指材料顯微結構中至少有一相的一維尺度達到納米級的材料。無機納米粒子一有機高分子材料的復合體系是目前研究最多的體系,也是最有應用潛力的體系。無機納米粒子一有機高分子材料的復合體系是集無機、有機和納米材料的特點于一身,因此具有許多優良的性能。同時,可以通過兩相的優化組合來剪裁其物理性能,合成出不同用途的復合材料。 納米粒子粒徑小,表面能大,且粒子表面的原子價健處于不飽和 北京化工大學博士學位論文 狀態,表面原子有極大的物理與化學活性,因此納米粒子非常易于團 聚和吸附,而使得其擁有的性能難以充分發揮,從而失去應有的對高 分子材料的改性作用。另外,納米粒子往往是親水疏油的,呈強極性, 在有機介質中難以均勻分散。因此,納米材料的應用功效主要取決于 納米粉體材料的表面分子設計(即與基體材料的相容性問題)及其在 基體材料中的分散度,也就是如何將納米粒子以納米尺度分散于高分 子基體中。 因此,要制備有納米無機粒子改性的功能材料,首先需要對納米 無機粒子進行表面處理和改性,其應用開發的難度也在于此。本文采 用原位聚合法較好地解決了這一問題。 

        碳酸鈣因具有材料來源易得、價格較低、毒性低、污染小、白度 較高、填充量大及混煉加工性能好等特點而成為塑料工業中應用最廣泛的無機填料之一。日本早在四、五十年代就率先將納米級碳酸鈣投 入工業化生產。隨著高新材料的開發和應用,納米級碳酸鈣有著很大的應用價值。 本文采用超重力場法制備的納米級碳酸鈣新鮮漿液,經透射電子 顯微鏡(TEM)測試,碳酸鈣粒子尺寸在20一60納米之間。 本文研究了在納米碳酸鈣原生粒子存在下,進行的丙烯酸酷類的 原位乳液聚合實驗。通過實驗,制備出以納米碳酸鈣為核、丙烯酸酷 類為殼的核一殼型復合材料(納米復合ACR)。通過X射線光電子能 譜(ESCA)、熱失重分析(TGA)、動態掃描量熱分析(DSC)、透射 電子顯微鏡(TEM)等手段,證實在納米碳酸鈣原生粒子存在下, 可以進行丙烯酸酷類的原位乳液聚合,乳液聚合順利,納米碳酸鈣表 面被丙烯酸酷類聚合物所包覆,使納米碳酸鈣粒子間的團聚不易發 生,同時由于丙烯酸酷類聚合物與PVC、ABS、AS等極性聚合物具 有較好的相容性,從而使納米碳酸鈣在聚合物基體中能達到納米狀態 分散,從而發揮納米效應。



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