原位聚合表面修飾納米二氧化硅-聚氯乙烯雜化材料的研究.pdf

1、本論文在不改變原有聚氯乙烯的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的條件下，利用經(jīng)表面修飾帶有不同表面基團(tuán)的納米SiO2，通過原位聚合的方法成功制備出性能優(yōu)良的納米SiO2/PVC雜化材料。對材料的機(jī)械性能及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了全面的分析，考察了納米SiO2及雜化材料的制備工藝對材料性能的影響，主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下： 1、雜化材料的制備工藝 考察了不同表面狀態(tài)的納米SiO2在不同的制備工藝下所制備的雜化材料的各項性能，以及納米顆粒和制備工藝

2、對聚合反應(yīng)體系及聚合反應(yīng)過程的影響。在保證PVC的傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備不改動，生產(chǎn)工藝沒有大的調(diào)整的前提下，總結(jié)出了納米SiO2/PVC最佳制備工藝。該工藝條件不影響氯乙烯單體聚合體系和聚合反應(yīng)過程，所制備出的雜化材料樹脂顆粒粒徑分布正常、樹脂各項性能符合指標(biāo)，雜化材料機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性優(yōu)異，成功克服了純PVC材料抗沖擊強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。 2、納米SiO2與PVC樹脂的結(jié)合 考察了納米SiO2顆粒表面不同的官能團(tuán)對納米顆粒

3、與PVC基體的結(jié)合方式的影響。通過紅外光譜分析證明，在原位聚合過程中，納米SiO2顆?？梢耘cPVC基體材料良好地結(jié)合在一起。從雜化材料中抽提出的納米顆粒的紅外光譜證明，RNS-D型納米顆粒由于其表面帶有可反應(yīng)性雙鍵基團(tuán)，與PVC基體材料實現(xiàn)了穩(wěn)定的化學(xué)連接。而惰性碳鏈修飾的DNS-2和DNS-4型的納米顆粒則不能實現(xiàn)這種化學(xué)連接。 3、納米SiO2/PVC雜化材料的機(jī)械性能 納米SiO2顆粒對PVC材料的韌性影響較為明顯

4、。DNS-2/PVC和DNS-4/PVC雜化材料的缺口沖擊強(qiáng)度有著明顯的提高，其提高幅度最大可達(dá)較純PVC材料的兩倍。同時，雜化材料強(qiáng)度并未受到太大的影響，在所考察的納米顆粒含量范圍以內(nèi)，材料的拉伸強(qiáng)度沒有發(fā)生明顯的變化。 RN S-D/PVC雜化材料實現(xiàn)了材料的同步增強(qiáng)與增韌，在雜化材料韌性大幅提高的同時，也對材料的拉伸強(qiáng)度帶來一定的提升。其原因是RNS-D型納米SiO2不僅可以良好地在基體材料中分散，還可以實現(xiàn)與基體材料的

5、化學(xué)鍵連接。 此外，與熔融共混法制備的納米聚合物復(fù)合材料相比，原位聚合制備的納米SiO2/PVC雜化材料，可以保證納米SiO2顆粒在基體中保持網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮其納米特性，在納米顆粒的使用量為復(fù)合材料中的20％以下的情況下，便實現(xiàn)了材料性能同等幅度的提高。 4、納米SiO2/PVC雜化材料的熱穩(wěn)定性分析 納米SiO2/PVC樹脂的熱穩(wěn)定性明顯上升，熱分解開始溫度較純PVC樹脂可以提高10℃以上，納米顆粒的存在對P