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不同粒径二氧化硅粉体改性及在聚酯中的分散性研究

作　者: 王甜甜
导　师: 赵国樑
学　校: 北京服装学院
专　业: 材料学
关键词: 二氧化硅 KH570 聚酯分散性
分类号: TB383.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

超细SiO2粉体在光学、电学、热学、磁学和催化活性等方面具有特殊性能,因此被广泛用于制备各种高强、高韧、导电、阻燃、耐光等功能性聚合物复合材料但是,由于超细SiO2粉体表面活性高,粉体表面含有大量羟基,因此粒子间有强烈的团聚倾向,极大地影响了SiO2粉体/聚合物复合材料的功能。一般认为,上述团聚的程度与粉体的粒径大小密切相关,因此,研究不同粒径SiO2粉体在聚合物中的分散性具有重要理论和实际意义。本论文选择了微米、亚微米和纳米三种不同粒径等级的SiO2粉体,利用硅烷偶联剂(KH570)分别对其进行了表面接枝改性。利用红外光谱(IR)、热失重(TG)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对改性前后不同粒径的粉体进行了结构表征,采用原位聚合法制备不同粒径SiO2/PET复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了不同粒径SiO2粉体在PET中的分散性。IR、TG、EDS、XPS结构表征研究结果表明,三种粒径SiO2粉体均可与硅烷偶联剂KH570发生表面接枝反应,利用SEM对改性前后SiO2粉体/聚合物复合材料的观察表明,改性后SiO2粒子在PET中的团聚现象有所减少。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-30
  1.1 聚酯简介  7-9
  1.2 超微粉体的特性  9-14
    1.2.1 超微粉体的简介  9-10
    1.2.2 超微粉体的表面特性  10-11
    1.2.3 超微粉体的团聚理论  11-13
    1.2.4 超微粉体的分散稳定机理  13-14
    1.2.5 干燥对粉体的影响  14
  1.3 粉体的表面处理和改性工艺  14-22
    1.3.1 超微粉体表面物理改性方法简介  14-16
    1.3.2 超微粉体表面化学处理方法简介  16-19
    1.3.3 偶联剂的定义和分类  19-20
    1.3.4 硅烷偶联剂结构及其作用机理  20-21
    1.3.5 硅烷偶联剂与超微粉体的作用机理  21-22
  1.4 聚合物/粉体复合材料制备方式简介  22-26
  1.5 原位复合方法制备聚酯复合材料  26-27
  1.6 粉体作为聚酯薄膜开口剂方面的应用  27-30
课题的目的和意义  30-31
第2章实验部分  31-37
  2.1 实验原料  31-32
  2.2 实验仪器  32-33
  2.3 实验方法  33-35
    2.3.1 三种不同粒径SiO_2粉体在EG中的分散  33-34
    2.3.2 聚酯/粉体复合材料的制备工艺  34-35
  2.4 结构与性能测试  35-37
    2.4.1 三种不同粒径SiO_2粒度分析  35
    2.4.2 研磨法和乳化法处理SiO_2粉体颜色变化元素分析  35
    2.4.3 红外光谱分析  35
    2.4.4 EDS(Energy Dispersive Spectrometer)能谱分析  35-36
    2.4.5 XPS光电子能谱仪分析  36
    2.4.6 热失重分析  36
    2.4.7 扫描电镜分析  36
    2.4.8 热力学分析  36-37
第3章实验结果与讨论  37-63
  3.1 SiO_2粉体的测试和表征  37-52
    3.1.1 三种不同粉体粒径分布测试  37-40
    3.1.2 红外光谱分析  40-41
    3.1.3 三种粒径SiO_2粉体EDS测试  41-43
    3.1.4 XPS测试  43-47
    3.1.5 热重分析  47-50
    3.1.6 改性前后SiO_2粉体XRD测试  50-51
    3.1.7 SiO_2粉体的分散性能  51-52
  3.2 粉体分散液颜色改变原因分析  52-59
    3.2.1 样品检测状态  53
    3.2.2 各样品检测谱图  53-59
  3.3 SiO_2粉体/聚酯复合材料的测试和表征  59-63
    3.3.1 SiO_2/聚酯复合材料SEM分析  59-60
    3.3.2 不同粒径SiO_2粉体/聚酯复合材料的DSC测试  60-63
结论  63-64
参考文献  64-67
硕士期间发表的论文  67-68
致谢  68

不同粒径二氧化硅粉体改性及在聚酯中的分散性研究

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