聚甲基丙烯酸甲酯-ATO導(dǎo)電復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本論文以銻摻雜二氧化錫(ATO)粉為導(dǎo)電填料，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為基體，采用原位聚合法制備PMMA/ATO導(dǎo)電復(fù)合材料。重點(diǎn)研究了ATO不同含量、不同球磨時(shí)間對(duì)PMMA/ATO導(dǎo)電復(fù)合材料性能的影響，同時(shí)研究了引入第三相苯乙烯。馬來酸酐共聚物(SMA)和納米SiO2對(duì)復(fù)合材料性能的影響。主要研究工作如下： (1)改性劑和改性方法探索。采用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)和球磨對(duì)ATO導(dǎo)電粉進(jìn)行預(yù)

2、處理，摸索預(yù)處理?xiàng)l件，并用激光粒度儀和SEM對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行表征，評(píng)價(jià)改性ATO粉的分散性和分布尺寸。結(jié)果表明，采用硅烷偶聯(lián)劑KH570(3％)和球磨10h對(duì)ATO粉體進(jìn)行改性的效果較好。 (2)改性ATO表面性質(zhì)分析及PMMA/ATO導(dǎo)電復(fù)合材料制備。根據(jù)上述選定的預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)ATO粉進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理結(jié)果用FTIR進(jìn)行表征，結(jié)果表明，硅烷偶聯(lián)劑KH570是通過化學(xué)反應(yīng)接枝和物理包覆共同作用對(duì)ATO納米顆粒進(jìn)行改性的。以改性后的

3、ATO粉為導(dǎo)電填料，采用原位聚合法制備了不同ATO含量、不同球磨時(shí)間的PMMA/ATO導(dǎo)電復(fù)合材料。又在此基礎(chǔ)上引入了第三相物質(zhì)，制備了PMMA/ATO/SMA復(fù)合材料和PMMA/ATO/SiO2復(fù)合材料。 (3) PMMA/ATO導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性測試分析。PMMA/ATO復(fù)合材料斷面的SEM照片發(fā)現(xiàn)：大部分ATO顆粒均勻分散在PMMA基體中，存在少量團(tuán)聚體。加入第三相SMA后，ATO顆粒在基體中形成明

4、顯的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；電性能結(jié)果表明：通過延長ATO球磨時(shí)間(由4h延長到10h)和在PMMA/ATO體系中加入第三相(SMA)均可提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能。 TG-DTA結(jié)果表明：ATO納米粒子的加入對(duì)PMMA的分解起到了抑制作用，使得分解溫度略有提高，熱穩(wěn)定性有所改善。第三相SMA的加入，在提高PMMA/ATO復(fù)合材料導(dǎo)電性能的同時(shí)，對(duì)其熱性能影響較小。DMA測試結(jié)果表明：純PMMA玻璃化溫度為120℃，ATO含量為10％時(shí)，