負膨脹ZrWMoO8的制備改性及其與PTFE、PMMA復合的研究.pdf

1、具有負熱膨脹性的材料因其特殊的性能而受到人們的廣泛關(guān)注，ZrWMoO8因其在很寬的范圍內(nèi)具有熱穩(wěn)定性和負熱膨脹性而受到廣泛的研究。本文主要針對高分子材料的熱膨脹系數(shù)大的特點，通過在高分子材料中填充改性ZrWMoO8，改善高分子材料的熱膨脹性能，使其具有更廣泛的用途。論文的主要內(nèi)容為：
　　1.以水熱法和共沉淀法制備出兩種形貌的ZrWMoO8粉末，其中共沉淀法制備出無規(guī)則形貌的ZrWMoO8，尺寸在2μm~10μm，水熱法制備的Zr

2、WMoO8為細棒狀，尺寸大約為0.4μm×4μm，通過室溫～600℃的變溫XRD數(shù)據(jù)分析，可以計算出水熱法和共沉淀法制備出的ZrWMoO8的熱膨脹系數(shù)分別為-5.12×10-6 K-1、-6.39×10-6 K-1，都具有負熱膨脹性能。
　　2.以3-氨基丙基三乙氧基硅烷（kh-550）為表面改性劑，對ZrWMoO8表面進行改性。通過紅外光譜儀檢測可以發(fā)現(xiàn)樣品中接有Si—O鍵，通過接觸角檢測證明樣品的親水性降低，同時樣品在有機溶劑

3、中分散性增強。
　　3.采用改性的ZrWMoO8為填充物，制備出ZrWMoO8/PTFE復合材料，采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)、熱機械分析儀(TMA)、高速往復摩擦試驗機和表面輪廓儀對其進行表征。數(shù)據(jù)表明兩種材料復合后未發(fā)生晶型改變，未發(fā)生化學反應，且兩種材料分散均勻。從熱分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)隨著ZrWMoO8含量的增加，復合材料的熱膨脹系數(shù)逐漸減小，兩種形貌的ZrWMoO8相比，水熱

4、法制備的棒狀ZrWMoO8在減少PTFE熱膨脹性能方面更好。當棒狀ZrWMoO8的填充量為50 wt％時，PTFE的熱膨脹系數(shù)由原來的10.5×10-5 K-1降至4.53×10-5 K-1，減小了56.9%。當共沉淀法制備的無規(guī)則ZrWMoO8的填充量為50 wt%時，PTFE的熱膨脹系數(shù)由10.5×10-5 K-1降至7.1×10-5 K-1，減小了約32.4%。對復合材料進行摩擦磨損性能研究表明，填充兩種形貌ZrWMoO8都可以降

5、低PTFE的摩擦系數(shù)和磨損率，同樣棒狀ZrWMoO8效果更好。
　　4.利用原位復合法制備 ZrWMoO8/PMMA復合材料，采用 X射線衍射儀(XRD)、傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)表征，數(shù)據(jù)表明兩種材料復合未發(fā)生晶型改變，未發(fā)生化學反應，且兩種材料分散均勻。通過熱機械分析儀(TMA)對其熱膨脹進行表征，結(jié)果表明當不規(guī)則形貌的ZrWMoO8的填充量是10 wt%時，復合材料的熱膨脹系數(shù)為7.8×10-5 K