聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合乳液的合成及其復(fù)合材料的制備.pdf

1、聚合物納米復(fù)合材料是復(fù)合材料的一個重要分支，在醫(yī)藥、紡織、化妝品、食品包裝、光電器件、航空航天和催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)的復(fù)合材料，其區(qū)別在于納米填料具有眾多的納米效應(yīng)和表現(xiàn)出獨(dú)特的功能，納米復(fù)合材料不僅在耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度有所改進(jìn)，而且在導(dǎo)電、導(dǎo)磁、抗菌、耐溶劑、阻燃等方面表現(xiàn)出獨(dú)特的功能。納米復(fù)合材料的性能取決于納米粒子的尺寸和兩相間的作用力。由于納米粒子大的比表面積和體積效應(yīng)造成顆粒在聚合物基體中以若干個粒子團(tuán)聚狀態(tài)分散

2、。表面改性可以同時提高粒子的分散性和表面的有機(jī)成分，可以通過兩種方法修飾無機(jī)粒子的表面：第一種是通過表面吸附或與小分子發(fā)生反應(yīng)，如表面活性劑，硅烷偶聯(lián)劑，第二種是在顆粒表面共價鍵接枝聚合物分子鏈實(shí)現(xiàn)的。
　　本文利用乙烯基三甲氧基硅烷對納米二氧化硅粉體表面進(jìn)行處理，使其表面攜帶有反應(yīng)活性的“碳碳”雙鍵，利用乳液聚合方法實(shí)現(xiàn)苯乙烯單體在納米二氧化硅表面的接枝聚合，以提高納米粒子的分散性和疏水性。利用紅外光譜儀對表面接枝的偶聯(lián)劑和聚苯

3、乙烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，熱失重測定了偶聯(lián)劑的含量。研究了乳化劑濃度、引發(fā)劑濃度、納米二氧化硅和單體對水的比率對納米復(fù)合乳液粒子尺寸分布及其形貌的影響。結(jié)果顯示：納米復(fù)合乳液隨著乳化劑濃度的增加，其粒子分布相應(yīng)變寬，而隨著引發(fā)劑濃度和納米二氧化硅和單體對水的比率的升高先變窄后變寬。當(dāng)引發(fā)劑濃度和納米二氧化硅和單體對水的比率分別為1/15和2wt%時，納米復(fù)合乳液的粒子尺寸分布較窄。從激光粒度儀和透射電子顯微鏡的評估顯示納米復(fù)合乳液粒子并不完全是

4、球形的，也包含些許不規(guī)則體?；趶?fù)合乳液粒子尺寸和形態(tài)的討論了苯乙烯在二氧化硅表面接枝聚合機(jī)理。
　　通過熔融共混的方法，將聚苯乙烯包埋的二氧化硅納米填料摻入到聚苯乙烯樹脂中制備了聚苯乙烯/二氧化硅納米復(fù)合材料。研究了摻入到聚苯乙烯樹脂中納米填料的含量對復(fù)合材料熱行為、拉伸性能、斷裂形貌以及納米粒子在復(fù)合材料基體中分散性的影響。隨著納米填料的摻入量增加，納米復(fù)合材料的玻璃化溫度從92.5℃升高到99.8℃，熱分解溫度從400.2℃