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用溶液共混法研究纳米SiO_2在PET中的分散

作　者: 陈红霞
导　师: 葛明桥
学　校: 江南大学
专　业: 纺织工程
关键词: 纳米SiO2 表面改性 分散 PET 溶液共混法 PET/纳米SiO2复合材料
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


纳米粒子因其独特的性质,近年来己经成为材料科学研究的热点。利用不同功能的纳米材料与各种聚合物恰当匹配能制造出一类多功能、高性能的复合材料。但是纳米粒子比表面积大、表面能高,易团聚,因此提高它在聚合物基体中的分散性是制备聚合物/纳米复合材料的关键。本课题的主要研究内容是采用溶液共混法将纳米SiO2粉体添加到聚酯PET中,以制成PET/纳米SiO2复合材料。首先通过物理、化学方法对纳米SiO2粉体进行表面改性,以降低粉体的团聚。通过选用不同的偶联剂、表面活性剂以及偶联剂与表面活性剂按一定的比例复合使用等方法对纳米SiO2粉体进行表面改性;并采用分光光度法、粒度分析法、烘箱法和SEM表征了改性后的分散效果。结果表明,改性剂的种类、用量对改性后的分散效果影响很大,同时也发现了选用偶联剂和表面活性剂按一定的比例复合使用,改性后的分散效果更好。然后将改性后的纳米SiO2加入到有机溶剂苯酚-四氯乙烷中,充分搅拌后超声分散,最后将PET加热溶解在该有机溶剂中,真空干燥去除溶剂,制成PET/纳米SiO2复合材料。通过特性粘度和熔点的测试,扫描电镜分析、红外光谱分析、热重分析和X射线衍射分析等方法研究了该复合材料的结构、性能以及纳米SiO2在复合材料中的分散情况。结果表明,溶液共混法不改变PET的化学结构,并且经溶液共混改性后的PET由无定形态转变为结晶高聚物;当纳米SiO2含量在1～3%时,纳米SiO2在PET中的分散较好,纳米SiO2粒子呈纳米尺度分布在PET中,同时PET/纳米SiO2复合材料的特性粘度、熔点上升,耐热性增强。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 纳米材料简介  8-11
    1.1.1 纳米材料的定义  8
    1.1.2 纳米材料的特性  8-9
    1.1.3 纳米SiO_2的制备方法  9
    1.1.4 气相法纳米SiO_2的性质  9
    1.1.5 气相法纳米SiO_2的结构和特性  9-11
  1.2 聚合物/纳米复合材料简介  11-13
    1.2.1 聚合物/纳米复合材料的研究进展  11
    1.2.2 聚合物/纳米复合材料的制备方法  11-12
    1.2.3 聚合物/纳米复合材料在高分子材料改性中的应用现状  12-13
  1.3 纳米材料开发应用中存在的问题  13-14
  1.4 本课题研究的主要内容和意义  14-15
    1.4.1 本课题研究的目的和意义  14
    1.4.2 本课题研究的主要内容  14-15
  1.5 实验原料与仪器  15-16
    1.5.1 实验原料  15
    1.5.2 实验仪器  15-16
第二章 纳米SiO_2粉体的表面改性及分散效果研究  16-30
  2.1 纳米颗粒的团聚机理  16
  2.2 纳米颗粒表面改性方法  16-17
    2.2.1 纳米颗粒表面物理改性  16-17
    2.2.2 纳米颗粒表面化学改性  17
  2.3 纳米颗粒表面改性剂  17-18
  2.4 实验用主要设备的基本原理  18-19
  2.5 气相法纳米SiO_2表面改性方法  19
  2.6 改性后分散效果的测试  19-20
  2.7 结论与分析  20-29
    2.7.1 偶联剂种类及用量对分散效果的影响  20-21
    2.7.2 硅烷偶联剂表面改性的影响因素  21-27
    2.7.3 表面活性剂种类及用量对分散效果的影响  27-28
    2.7.4 偶联剂和表面活性剂复合使用对分散效果的影响  28-29
  2.8 本章小节  29-30
第三章 PET/纳米SiO_2复合材料的性能研究  30-43
  3.1 实验方法  30
  3.2 实验用主要设备的基本原理  30-31
  3.3 纳米SiO_2含量对PET/纳米SiO_2复合材料性能的影响  31-40
    3.3.1 纳米SiO_2含量对PET  31-32
    3.3.2 纳米SiO_2含量对PET/纳米SiO_2复合材料熔点的影响  32-34
    3.3.3 纳米SiO_2含量对PET  34-35
    3.3.4 纳米SiO_2含量对PET  35-36
    3.3.5 纳米SiO_2含量对PET  36-37
    3.3.6 纳米SiO_2含量对PET  37-40
  3.4 超声波作用时间对PET/纳米5102复合材料性能的影响  40-41
    3.4.1 超声波作用时间对PET  40
    3.4.2 超声波作用时间对PET/纳米SiO_2复合材料熔点的影响  40-41
  3.5 PET 含量对PET/纳米SiO_2复合材料性能的影响  41-42
    3.5.1 PET 含量对PET/纳米SiO_2复合材料特性粘度的影响  41
    3.5.2 PET 含量对PET/纳米SiO_2复合材料熔点的影响  41-42
  3.6 本章小节  42-43
第四章 结束语  43-44
致谢  44-45
参考文献  45-47
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  47

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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