納米SiO-,2-類流體的制備及性能研究.pdf

1、納米SiO2特有的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和體積效應(yīng)等使其在改性聚合物材料領(lǐng)域的研究報道愈來愈多。目前，國內(nèi)外許多科學(xué)工作者采用納米新技術(shù)及先進(jìn)的制造工藝將納米材料用于改性聚合物，提高高分子材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和加工性能，改善聚合物的韌性、強(qiáng)度、耐熱性和阻燃性等，使其在許多材料研究領(lǐng)域引起了廣泛的重視，并成為材料科學(xué)研究的熱點。 但是前人對納米SiO2所做的修飾只展示了在溶劑存在下的類固態(tài)行為，而沒有實現(xiàn)宏觀上的固.液相態(tài)

2、的轉(zhuǎn)換。本文在分析納米SiO2研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對其在復(fù)合材料中的應(yīng)用，采用離子型化學(xué)修飾法制備出了一種在無溶劑條件下具備類液體行為的納米SiO2類流體。 主要研究內(nèi)容如下： (1)采用SiO2表面接枝改性法制備納米SiO2有機(jī)離子鹽和納米SiO2類流體，比較兩種不同的實驗方案的優(yōu)劣。研究發(fā)現(xiàn)先進(jìn)行離子交換反應(yīng)這種方法最好；通過SEM觀察制得產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)這種類流體具有非常規(guī)整的陣列結(jié)構(gòu)，粒子分散很均勻；通過電導(dǎo)

3、率測試得知，這種類流體具有很高的電導(dǎo)率。在25℃時其電導(dǎo)率為6.38x10-3s/cm，預(yù)期在抗靜電材料方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 (2)采用正硅酸乙酯溶膠凝膠法來制備納米SiO2類流體，通過反應(yīng)條件研究，發(fā)現(xiàn)催化劑種類、催化劑用量、反應(yīng)時間等幾種影響因素對反應(yīng)產(chǎn)物都有較大影響。研究表明，最佳的反應(yīng)條件為：催化劑用量為：mol(鹽酸)/mol(TEOS)為0.02；水的用量為：mol(水)/mol(TEOS)為8；反應(yīng)時間為：24

4、h，催化劑選擇鹽酸。 (3)將制得的納米siO2類流體與PVC進(jìn)行機(jī)械共混，制備了納米SiO2類流體/PVC復(fù)合材料。利用SEM考察了類流體在PVC中的分散情況，觀察發(fā)現(xiàn)經(jīng)改性后的納米粒子在復(fù)合材料中分散均勻，粒徑小，這說明表面改性促進(jìn)了納米粒子在聚合物基體中的分散。 (4)研究發(fā)現(xiàn)該復(fù)合物在常溫下的電導(dǎo)率為為2.8x10-5/cm。這個數(shù)據(jù)表明納米SiO2類流體對PVC電性能的改善作用很好，它是一種優(yōu)良的抗靜電劑。