納米SiO-,2-類流體的制備及性能研究.pdf

1、納米SiO2特有的表面效應、量子尺寸效應和體積效應等使其在改性聚合物材料領域的研究報道愈來愈多。目前，國內(nèi)外許多科學工作者采用納米新技術及先進的制造工藝將納米材料用于改性聚合物，提高高分子材料的力學、熱學、電學、光學和加工性能，改善聚合物的韌性、強度、耐熱性和阻燃性等，使其在許多材料研究領域引起了廣泛的重視，并成為材料科學研究的熱點。 但是前人對納米SiO2所做的修飾只展示了在溶劑存在下的類固態(tài)行為，而沒有實現(xiàn)宏觀上的固.液相態(tài)

2、的轉(zhuǎn)換。本文在分析納米SiO2研究現(xiàn)狀的基礎上，針對其在復合材料中的應用，采用離子型化學修飾法制備出了一種在無溶劑條件下具備類液體行為的納米SiO2類流體。 主要研究內(nèi)容如下： (1)采用SiO2表面接枝改性法制備納米SiO2有機離子鹽和納米SiO2類流體，比較兩種不同的實驗方案的優(yōu)劣。研究發(fā)現(xiàn)先進行離子交換反應這種方法最好；通過SEM觀察制得產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)這種類流體具有非常規(guī)整的陣列結(jié)構(gòu)，粒子分散很均勻；通過電導

3、率測試得知，這種類流體具有很高的電導率。在25℃時其電導率為6.38x10-3s/cm，預期在抗靜電材料方面具有廣闊的應用前景。 (2)采用正硅酸乙酯溶膠凝膠法來制備納米SiO2類流體，通過反應條件研究，發(fā)現(xiàn)催化劑種類、催化劑用量、反應時間等幾種影響因素對反應產(chǎn)物都有較大影響。研究表明，最佳的反應條件為：催化劑用量為：mol(鹽酸)/mol(TEOS)為0.02；水的用量為：mol(水)/mol(TEOS)為8；反應時間為：24

4、h，催化劑選擇鹽酸。 (3)將制得的納米siO2類流體與PVC進行機械共混，制備了納米SiO2類流體/PVC復合材料。利用SEM考察了類流體在PVC中的分散情況，觀察發(fā)現(xiàn)經(jīng)改性后的納米粒子在復合材料中分散均勻，粒徑小，這說明表面改性促進了納米粒子在聚合物基體中的分散。 (4)研究發(fā)現(xiàn)該復合物在常溫下的電導率為為2.8x10-5/cm。這個數(shù)據(jù)表明納米SiO2類流體對PVC電性能的改善作用很好，它是一種優(yōu)良的抗靜電劑。