納米二氧化硅改性醋酸乙烯聚合物復(fù)合材料的制備及其力學(xué)行為.pdf

1、醋酸乙烯酯聚合物雖具粘接性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單和環(huán)境友好等眾多優(yōu)點(diǎn)，但耐水與抗蠕變性能差的缺陷，使其應(yīng)用受到較大的限制。而納米二氧化硅(SiO2)顆粒因具獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)使其能對(duì)聚合物進(jìn)行分子改性，為此采用納米SiO2填充醋酸乙烯酯改善其力學(xué)和耐水性能成為聚合物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文在研制納米SiO2的基礎(chǔ)上，制備納米二氧化硅改性醋酸乙烯聚合物復(fù)合材料，探索無(wú)機(jī)納米粒子對(duì)其力學(xué)性能、粘接強(qiáng)度

2、及耐水性能的影響。主要工作與結(jié)果如下： 1.采用Stober方法由正硅酸乙酯水解制備了納米SiO2，經(jīng)硅烷偶聯(lián)表面修飾改性后，與聚乙烯醇(PVA)的水溶液混合，獲得了無(wú)機(jī)粒子均勻分布的納米SiO2水分散液。 2.據(jù)共混法、原位乳液聚合法分別制備了醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)/納米SiO2復(fù)合乳液、聚醋酸乙烯酯(PVAc)/納米SiO2復(fù)合乳液?；诩{米壓痕試驗(yàn)，研究了納米粒子含量對(duì)兩類復(fù)合材料彈性模量、硬度及松弛性能的

3、影響。 3.試驗(yàn)研究了納米SiO2對(duì)醋酸乙烯酯聚合物粘接與耐水性能的影響。 4.根據(jù)線粘彈性斷裂力學(xué)理論，導(dǎo)出了粘彈聚合物固化膠層三點(diǎn)彎模型的能量釋放率參量的數(shù)學(xué)表達(dá)式，分別評(píng)估了VAE/納米SiO2與PVAc/納米SiO2復(fù)合材料的抗裂性能。 5.研究表明：①表面修飾改性的納米SiO2能夠在醋酸乙烯酯聚合物中實(shí)現(xiàn)較好的分散；②納米SiO2能顯著改善VAE及PVAc乳液的粘接強(qiáng)度與耐水性能，并明顯提高膠層的抗裂性