高透明性、高折射率阻燃聚乙烯醇-擬勃姆石納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚乙烯醇(PVA)是一種應(yīng)用于紡織、涂料、粘結(jié)劑等重要的原料。多年來(lái)，有很多對(duì)PVA進(jìn)行改性的研究，拓展了其應(yīng)用范圍。本文利用溶液混合法制備了一種PVA/擬勃姆石納米復(fù)合材料，并對(duì)其結(jié)構(gòu)及多項(xiàng)性能進(jìn)行討論和研究。論文內(nèi)容主要包括三個(gè)部分:
　　(1)擬勃姆石納米短棒的合成
　　以異丙醇鋁和醋酸為原料，通過溶膠凝膠法制備了擬勃姆石納米短棒。透射電鏡圖像顯示，除了水熱反應(yīng)溫度對(duì)擬勃姆石納米粒子長(zhǎng)徑比有影響外，其他反應(yīng)條件對(duì)納米粒

2、子形貌沒有明顯影響。
　　(2) PVA/擬勃姆石納米復(fù)合材料制備
　　通過混合PVA和擬勃姆石納米粒子溶液并澆鑄成膜，制備了PVA/擬勃姆石納米復(fù)合材料。掃面電鏡圖像顯示，擬勃姆石納米短棒在PVA基體中保持良好的分散，基本維持了PVA原有的透明性。隨著擬勃姆石納米短棒含量的升高，PVA/擬勃姆石納米復(fù)合材料的氧指數(shù)也明顯升高。擬勃姆石有效提高了PVA的阻燃性是由于擬勃姆石受熱分解產(chǎn)物中的水分子和Al2O3分別對(duì)氣相阻燃和凝

3、聚相阻燃作出了貢獻(xiàn)。TGA數(shù)據(jù)顯示，擬勃姆石雖然在低溫范圍內(nèi)促進(jìn)了PVA的熱分解，但是在高溫范圍內(nèi)卻提高了其穩(wěn)定性。另外，擬勃姆石納米短棒的加入雖然降低了PVA復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率，但是卻提高了材料其他力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度和模量等。
　　此外，本論文還通過靜電紡絲法成功制得了PVA/擬勃姆石納米纖維。高擬勃姆石填充量的納米纖維在煅燒后依然維持了原有的形貌，說明擬勃姆石熱分解產(chǎn)物Al2O3具有良好的自支撐性能，這也為制備多孔Al2O

4、3材料提供了一個(gè)新途徑。
　　(3) PVA/擬勃姆石納米復(fù)合材料透明性研究
　　通過紫外可見分光光度計(jì)、光散射儀等發(fā)現(xiàn)，PVA/擬勃姆石納米復(fù)合材料透明性受到三個(gè)有利因素的影響:第一，PVA與擬勃姆石折射率較接近，滿足材料透明條件中的“折射率相匹配”原則;第二，擬勃姆石粒子尺寸為納米級(jí)別，有效減少了光散射;第三，PVA高分子鏈能夠以氫鍵作用吸附在擬勃姆石納米粒子表面，不但能防止其團(tuán)聚，而且還避免了PVA與勃姆石之間的“剝離