納米SiO-,2-粒子的表面改性及聚丁二烯-SiO-,2-納米復(fù)合材料的制備.pdf

1、本論文采用多種硅烷偶聯(lián)劑對氣相法納米SiO2粒子進(jìn)行表面改性，制備了表面具有良好親油性的有機(jī)化粒子，并首次采用陰離子原位聚合法將SiO2粒子引入到丁二烯的聚合中，制備了聚丁二烯(PB)/SiO2納米復(fù)合材料(NC)，并對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究。 (1)通過改變SiO2表面改性工藝條件，如反應(yīng)溶劑、溫度、偶聯(lián)劑水解時間以及溶液PH值等，采用面積積分比值法對有機(jī)化粒子進(jìn)行分析，確定最佳的表面改性工藝。 采

2、用FTIR、TEM、TGA以及UV等儀器對制備的有機(jī)化粒子的微觀結(jié)構(gòu)、分散狀態(tài)以及紫外吸收性能等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，經(jīng)過偶聯(lián)劑改性后，粒子表面的硅羥基含量大幅度下降，分散性明顯提高，團(tuán)聚體尺寸減小(100nm以下)，并呈現(xiàn)出SiO2特有的納米粒子鏈結(jié)構(gòu)。不同種類的硅烷偶聯(lián)劑對粒子的改性效果以及微觀形貌的影響存在差異。由于粒子表面接枝上了有機(jī)基團(tuán)，隨著偶聯(lián)劑用量的增加，粒子的親油性提高，吸濕性顯著降低，為與丁二烯陰離子聚合制備納米復(fù)合材

3、料提供了前提條件。 (2)在國內(nèi)外首次采用陰離子原位聚合法制備了聚丁二烯/SiO2納米復(fù)合材料。并研究了SiO2粒子對陰離子聚合以及復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能方面的影響。 采用FTIR、TEM以及DSC等儀器對復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、粒子在基體中的分散狀態(tài)以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等進(jìn)行了表征；采用TGA、平行板流變儀、UV儀器對復(fù)合材料的熱性能、動態(tài)力學(xué)性能、紫外吸收性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，SiO2粒子經(jīng)過偶聯(lián)劑改性后，在PB基體當(dāng)中的

4、分散性明顯提高，而且對復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大影響，不同種類的有機(jī)化粒子的影響趨勢也明顯不同。復(fù)合材料的耐熱性明顯提高，其中，PB/wkl-A1100NC，當(dāng)粒子含量為3.2wt﹪時，熱失重中心溫度較之PB提高了17.6℃。SiO2粒子在體系中形成的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能產(chǎn)生了較大影響，低頻下，儲能模量提高，損耗因子降低，對PB基體起到一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。由于SiO2粒子的存在，復(fù)合材料在整個近紫外區(qū)的吸光度明顯提高，這為