納米粒子的改性與在環(huán)氧樹脂和丙烯酸乳液中的應(yīng)用.pdf

1、近幾年來,無機(jī)納米粒子與傳統(tǒng)聚合物復(fù)合制備聚合物基納米復(fù)合材料的研究越來越受到重視,部分聚合物基納米復(fù)合材料已成功走向應(yīng)用實踐.該文以納米SiO<,2>和納米TiO<,2>作為無機(jī)納米粒子,制備了三種聚合物基納米復(fù)合材料,即環(huán)氧樹脂/納米硅溶膠復(fù)合材料、丙烯酸乳液/納米TiO<,2>復(fù)合材料和丙烯酸微乳液/納米SiO<,2>復(fù)合材料,較為詳細(xì)地考察了這三種納米復(fù)合材料的制備方法、結(jié)構(gòu)和性能,具體研究結(jié)果如下.對于環(huán)氧樹脂/納米硅溶膠復(fù)合

2、體系,我們采用先將水性納米硅溶膠用glycidyloxypropyl-trimethoxysilane(GTPMS)改性,再與雙酚A環(huán)氧樹脂(E42)及改性環(huán)胺類固化劑(5618)混合制得了環(huán)氧樹脂/SiO<,2>納米復(fù)合材料.研究發(fā)現(xiàn)硅溶膠粒子表面GPTMS接枝量的影響因素較多,增加改性劑GTPMS用量,提高反應(yīng)溫度或延長反應(yīng)時間,或使體系pH值保持為8.8等均有利于提高改性接枝量.少量添加高GPTMS接枝量硅溶膠能提高環(huán)氧樹脂涂層的

3、粘附力、耐磨性和耐腐蝕性.低GPTMS接枝量硅溶膠由于在固化體中形成的交聯(lián)密度較低,其耐腐蝕性能較差.當(dāng)改性硅溶膠用量上升時,由于無機(jī)組分比例上升導(dǎo)致成膜性能下降,涂層的耐磨性、粘附性等性能變差.對于丙烯酸/納米TiO<,2>復(fù)合乳液體系,我們采用原位聚合(IS)、剪切分散(SM)和球磨分散(BM)三種方法制備納米復(fù)合微乳液.實驗發(fā)現(xiàn),不同制備方法制備得到的納米復(fù)合乳液涂層的結(jié)構(gòu)與性能是不同的.IS法得到微乳液中的納米TiO<,2>粒子

4、分散性最好,SM和BM法制得的納米復(fù)合聚合物具有較高的拉伸強(qiáng)度和玻璃化溫度(Tg).納米TiO<,2>粒子在納米復(fù)合乳液涂層中有較好的紫外(200~40nm)屏蔽性能,而微米TiO<,2>則沒有.納米TiO<,2>粒子用量增加或分散性提高,納米復(fù)合涂層對200~400nm的UV吸收增加,UV透射相應(yīng)下降.對于丙烯酸/納米SiO<,2>復(fù)合微乳液體系,采用原位聚合法研究了四種納米SiO<,2>粒子(P640、N-20、CYS-1、HH)在