超分散劑的合成及其改性無機納米粉體的研究.pdf

1、無機納米粉體填充聚合物共混物能在共混的基礎(chǔ)上進一步提高材料的力學(xué)性能。在制備聚合物共混物/納米復(fù)合材料時，由于納米粉體極易團聚，難以得到真正意義上的納米復(fù)合材料。故必須對納米粉體進行表面改性，改善其分散性，使其在聚合物基體中能達到納米級分散。超分散劑改性由于分散劑結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性，可以針對特定體系設(shè)計最適合于該體系的超分散劑分子結(jié)構(gòu)，從而體現(xiàn)出其他改性方法無可比擬的優(yōu)勢，其在納米粉體表面改性方面已表現(xiàn)出很好的發(fā)展前景。
　　 本研

2、究通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法設(shè)計合成一種超分散劑，應(yīng)用于改性納米TiO2粉體，研究合成以及改性工藝對納米TiO2改性效果的影響，得出較佳的工藝參數(shù)，再將改性后的納米粉體通過熔融共混的方法應(yīng)用于填充改性PP/PA6聚合物共混物，制備PP/PA6/TiO2納米復(fù)合材料，并研究其結(jié)構(gòu)和性能。研究結(jié)果表明:
　　 (1)通過超分散劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇馬來酸酐及其酯化物為錨固基團、甲基丙烯酸丁酯(BMA)和苯乙烯(St)為溶劑化鏈、偶氮二異丁氰(A

3、IBN)為引發(fā)劑，以自由基溶液聚合的方法合成超分散劑SMB，紅外分析以及核磁共振檢測驗證了其結(jié)構(gòu)的合理性。超分散劑SMB應(yīng)用于改性納米TiO2粉體的效果得到適宜的合成工藝為:單體配比St∶MAH∶BMA為6∶1∶4、AIBN用量為1％、合成溫度為80℃、合成時間為5h。
　　 (2)通過研究表面改性工藝對納米粉體改性效果的影響，得出較佳的改性工藝為:以馬來酸酐酯化物為錨固基團的超分散劑SMB-2、超分散劑用量為8％、超聲分散時間

4、為1h、機械攪拌時間為4h。
　　 (3)納米TiO2粉體經(jīng)超分散劑SMB改性后，通過沉降分析、SEM及TEM等分析檢測手段發(fā)現(xiàn)，納米粉體表明由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，納米TiO2的團聚大大減少，分散穩(wěn)定狀態(tài)良好，說明超分散劑改性已可達到理想效果。
　　 (4)通過與傳統(tǒng)改性劑如TDI、鈦酸酯、硅烷偶聯(lián)劑等改性納米粉體的效果進行比較，得出超分散劑的改性效果較佳。
　　 (5)經(jīng)表面改性后的納米TiO2添加到PP/PA

5、6基體中時，隨著納米TiO2用量的增加其力學(xué)性能出現(xiàn)先增加后減小的趨勢，且納米TiO2用量為3％時，復(fù)合材料的綜合性能最佳，且經(jīng)超分散劑改性的納米TiO2比鈦酸酯改性的納米TiO2對復(fù)合材料的性能提升程度更大，而未經(jīng)改性的納米TiO2添加到PP/PA6基體中時，其力學(xué)性能反而下降。
　　 (6)通過SEM、TEM研究PP/PA6/TiO2納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)可知，PP-g-MAH對PP/PA6基體有明顯的增容作用，經(jīng)超分散劑改