高壓下聚合物-無(wú)機(jī)納米復(fù)合體系的研究.pdf

1、聚合物基有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料能通過(guò)無(wú)機(jī)材料的填充，有針對(duì)性的改善聚合物的性能，開(kāi)拓聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域。在無(wú)機(jī)組分以納米尺度與聚合物復(fù)合的情形下，只需要很小的比例(<10％，大部分情況是<5％)就能極大的改善聚合物的性能，諸如機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、氣體阻隔性，以及電學(xué)、磁學(xué)方面的特性。 聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料是通過(guò)進(jìn)入層狀硅酸鹽層間的聚合物將其剝離成納米片層并分散在聚合物基體中制備的新型的有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料。同樣具有天然的納

2、米片狀結(jié)構(gòu)的石墨也成為了聚合物基功能性納米復(fù)合材料的填充劑的選擇之一。 化學(xué)“插層法”是目前制備聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料最主要的方法，與此不同，本文使用國(guó)產(chǎn)六面頂壓機(jī)，在高達(dá)數(shù)GPa的壓力下，無(wú)需累托石的表面改性，使用純物理高壓的方法制備了累托石(非改性)/酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料，同時(shí)還探討了高壓方法在石墨/酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料制備上的應(yīng)用。 采用物理方法，在2GPa～4GPa高壓制備了酚醛樹(shù)脂(PF)/累托石(REC)納米

3、復(fù)合材料(REC含量9wt％)，以X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)及熱分析(DSC/TGA)研究了復(fù)合材料的物相、顯微結(jié)構(gòu)以及熱學(xué)性能。XRD測(cè)試表明，高壓處理后(001)和(002)晶面對(duì)應(yīng)的衍射峰強(qiáng)度都有明顯的衰減，TEM清晰地觀察到剝離的累托石納米片層，TGA顯示高壓下制備的復(fù)合材料的熱分解集中在497.8℃到510.9℃這個(gè)溫度區(qū)間。結(jié)果表明，不通過(guò)層間高分子聚合反應(yīng)，在高壓下，由聚合物分子插入粘土層間，可以形成剝

4、離型樹(shù)脂/粘土納米復(fù)合材料。 用2GPa～4GPa高壓處理了膨脹石墨/酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料(含膨脹石墨20wt％)，與F-2石墨對(duì)比，以X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)研究了復(fù)合材料的物相、顯微結(jié)構(gòu)。并用二探針?lè)y(cè)量了高壓處理前后的膨脹石墨/酚醛樹(shù)脂復(fù)合片的電阻值的變化，研究了高壓對(duì)該復(fù)合體系電導(dǎo)性能的影響。采用三點(diǎn)彎曲測(cè)量高壓處理前后膨脹石墨/酚醛樹(shù)脂復(fù)合片的彎曲強(qiáng)度。結(jié)果表明，石墨經(jīng)氧化膨脹后(002)晶面對(duì)應(yīng)的衍