POSS-C60復合膜的制備及其對PMMA的改性研究.pdf

1、低聚多面體倍半硅氧烷(POSS)兼具有機材料良好的韌性、透光性,易于加工等特點和無機材料的優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機械性能,因而廣泛的應用于航空航天領(lǐng)域;富勒烯(C60具有三維空間內(nèi)的離域大π鍵所表現(xiàn)出的缺電子性而使其具有突出的光電性能;聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱有機玻璃,PMMA)在低溫條件下,具有優(yōu)異的透光性及機械性能,由于該材料在使用過程容易產(chǎn)生電荷累積和高溫條件下各方面的性能出現(xiàn)大幅下降。因此,在很大程度上限制了其應用。
　　本論文采

2、用溶膠-凝膠法,將硅烷偶聯(lián)劑在甲酸稀溶液的催化下制備了-R基團為氨丙基及環(huán)氧基的POSS溶膠;采用相轉(zhuǎn)移氧化法對C60進行表面修飾,在其表面嫁接多個羥基;采用自由基聚合法制備了性能穩(wěn)定的PMMA。利用FTIR測試表征了反應前后的各物質(zhì)的化學鍵、管能團的變化情況。
　　通過親電取代、環(huán)氧基開環(huán)、加成的反應使C60(OH)n表面的羥基與-R基為氨丙基的POSS50和環(huán)氧基的POSS60以化學鍵的方式鍵合,制備了POSS/C60雜化體系

3、,并將其分散到PMMA中。FTIR測試結(jié)果表明POSS與C60(OH)n是通過化學鍵的方式鍵合,而不是簡單的物理分散;SEM照片可知,POSS/C60(OH)n雜化體系可以形成均勻、連續(xù)的膜材料,而C60(OH)n/POSS改性的PMMA沒有出現(xiàn)明顯的相分離現(xiàn)象,膜層表面均勻。
　　本文針對POSS雜化體系可以形成POSS/C60(OH)n雜化體系改性PMMA的抗靜電性、熱穩(wěn)定性、納米力學以及光學性能進行了系統(tǒng)的研究。分析結(jié)果表明

4、經(jīng)過10％的雜化C60(OH)n(1.5%)/POSS摻雜后,PMMA復合膜的表面電阻由1015Ω/m2下降至108Ω/m2,玻璃化溫度由75℃提高至300℃以上,復合膜的硬度達到2.13GPa,與基體的結(jié)合強度超過0.49mN;材料表面摩擦系數(shù)為0.14,模量為0.64Gpa,使其在具有良好力學性能的同時也具備了自清潔的性能;POSS/C60(OH)n雜化體系摻雜在不影響PMMA的可見光吸收情況下,賦予了其良好的紫外吸收性能,使其在抗