乳液法制備有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料的研究.pdf

1、東北大學(xué)博士學(xué)位論文乳液法制備有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合材料的研究姓名：童昕申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：材料物理化學(xué)指導(dǎo)教師：黃葆同馮之榴唐濤2001.1.1變形，乳膠粒之間可以融并，最終形成均勻、連續(xù)的膜。而當(dāng)其在最低成膜溫度以下成膜時(shí)，乳膠粒無法變形，體系中殘留著許多氣孔，這些氣孔對(duì)光的散射造成了材料的不透明。一般，最低成膜溫度在聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近。這一原因造成了PMMA]Si02納米復(fù)合材料的不透明。也正因?yàn)檫@樣，我們著重對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫

2、度不同的三個(gè)體系進(jìn)行了研究。由于聚丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物體系存在溶解性差、表征有困難的問題，最終選用聚丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸丁酯作進(jìn)一步研究。在以上提到的五個(gè)體系的研究中均發(fā)現(xiàn)，隨著SiO：含量的增加，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸消失。這是因?yàn)镾iO：三維網(wǎng)絡(luò)的存在抑制了聚合物的鏈運(yùn)動(dòng)。另外，加入SiO：還提高了聚合物熱分解溫度。據(jù)推測是因?yàn)閷?duì)于所得的復(fù)合材料而言，聚合物乳膠粒被固定在SiO：基質(zhì)當(dāng)中，其熱分解的環(huán)

3、境與純聚合物相比發(fā)生了變化，在800。C以下SiO：僅有少量分解，因此聚合物熱分解產(chǎn)物向體系外擴(kuò)散的速度受到了限制，最終導(dǎo)致熱分解溫度的提高。為了對(duì)比本論文采用的乳液法和傳統(tǒng)的溶液法的不同，在聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲酯丙烯酸丁酯體系中進(jìn)行了對(duì)比研究。在聚甲酯丙烯酸甲酯體系中的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SiO：含量為20％左右時(shí)，兩種方法制備的樣品的相區(qū)尺寸相近，均在100rim以下；當(dāng)Si02含量為50％左右時(shí)，乳液法制備的樣品的相區(qū)尺寸仍在100r

4、im以下，但溶液法制各的樣品已有明顯的相分離存在，樣品由透明轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该?。分析原因是?dāng)SiO：含量較少時(shí)，在PMMA基質(zhì)中無機(jī)相之間聚集長大的機(jī)會(huì)相對(duì)來說較少，并且PMMA玻璃化轉(zhuǎn)交對(duì)無機(jī)相成長的抑制作用較強(qiáng)，在SiO：顆粒聚集形成較大顆粒，產(chǎn)生相分離之前，PMMA已經(jīng)由于溶劑的揮發(fā)達(dá)到其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)，形成玻璃態(tài)，凍結(jié)了無機(jī)相的分子間運(yùn)動(dòng)，從而抑制了相分離的產(chǎn)生。當(dāng)SiO：含量較高時(shí)，SiO：顆粒間聚集長大的機(jī)會(huì)增加，PMMA玻璃化轉(zhuǎn)變