氫氧化鋁及水鎂石粉體的表面改性研究.pdf

1、無機(jī)微納米粒子由于自身尺寸小而具有較大的表面能，產(chǎn)生了嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象；另外，無機(jī)粒子與高分子材料的極性差異還導(dǎo)致它們之間的相容性較差。這些問題嚴(yán)重影響了微納米粒子的實(shí)際使用效果。本論文通過研究氫氧化物微納米粒子(納米級(jí)氫氧化鋁、微米級(jí)水鎂石(氫氧化鎂))的表面接枝改性，從而避免粒子之間的團(tuán)聚和提高無機(jī)粒子與高分子材料的相容性；并揭示了表面具有羥基的氫氧化物微納米粒子表面改性的規(guī)律，以及改性劑與粒子之間的作用力類型。 在催化劑(有

2、機(jī)強(qiáng)酸)存在的條件下，采用一步法實(shí)現(xiàn)了聚乙二醇接枝改性納米氫氧化鋁表面。進(jìn)一步對(duì)物料比例、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等條件進(jìn)行探討，確定了聚乙二醇接枝改性納米氫氧化鋁的最佳條件，并提出了反應(yīng)溫度對(duì)該醚化反應(yīng)中幾個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)的控制作用。對(duì)改性納米氫氧化鋁進(jìn)行了TEM、紅外光譜和熱重分析等表征分析，結(jié)果表明聚乙二醇分子鏈與納米氫氧化鋁表面的羥基是通過化學(xué)鍵方式結(jié)合。改性后的納米氫氧化鋁的分散性能也表明了氫氧化鋁顆粒表面極性發(fā)生了顯著變化。 利

3、用硬脂酸鹽干法改性微米級(jí)水鎂石(主要成為氫氧化鎂)，將含有有機(jī)端的小分子通過化學(xué)吸附接枝到微米級(jí)水鎂石表面。考察了硬脂酸鹽用量、反應(yīng)溫度、機(jī)械條件等因素對(duì)水鎂石粉體表面改性的影響。在此基礎(chǔ)上，還考察了硬脂酸鹽與水鎂石之間的作用力種類，通過紅外光譜和熱重等表征手段對(duì)改性水鎂石進(jìn)行分析，結(jié)果表明含有有機(jī)端的硬脂酸鹽通過化學(xué)吸附接枝到了微米級(jí)水鎂石粉體表面。本研究為微米級(jí)水鎂石表面粉體的表面改性提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。 使用小分子有

4、機(jī)酸作為改性劑，對(duì)活化過的微米級(jí)水鎂石表面進(jìn)行了接枝改性研究?？疾炝擞袡C(jī)酸的用量，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度對(duì)接枝反應(yīng)的影響。通過紅外光譜分析與熱重分析等表征表明小分子有機(jī)酸與水鎂石表面的羥基通過化學(xué)反應(yīng)完成了接枝包覆改性，包覆率可達(dá)99％。比較改性水鎂石與水鎂石原粉在LDPE中的應(yīng)用(重量配比為55：45)，發(fā)現(xiàn)改性水鎂石取代水鎂石原粉后的復(fù)合材料，拉伸強(qiáng)度從9.2 MPa提高到了11.4 MPa，沖擊強(qiáng)度從17.1 KJ·cm-2提高到了3