透明氧化鋅-有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、由于透明有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料不僅具有高分子的優(yōu)點(diǎn)（如質(zhì)輕、易加工性能、柔韌性）以及無(wú)機(jī)納米材料的優(yōu)點(diǎn)（如高折射率、高硬度、好的耐熱性及紫外屏蔽性能等），而且還能夠通過(guò)各組分之間的協(xié)同作用從而產(chǎn)生更加優(yōu)異的性能，因此其在光纖、半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)封裝材料、光學(xué)透鏡、平板顯示器等光電領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用并具有誘人的發(fā)展前景。但是無(wú)機(jī)納米顆粒容易在有機(jī)聚合物中團(tuán)聚且分散不均勻，所以不僅降低材料的可見(jiàn)光透過(guò)率而且還影響其它性能如熱性能、介

2、電性能等。因此如何改善無(wú)機(jī)納米顆粒在有機(jī)聚合物中的分散以及增加兩相之間的界面結(jié)合力是該領(lǐng)域需研究的重要課題。
　　 納米復(fù)合材料的性能取決于其基本組成，本論文選用具有高的紫外吸收和折射率、高強(qiáng)度、好的化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒和環(huán)境友好型的氧化鋅(ZnO)納米顆粒作為無(wú)機(jī)填料，同時(shí)選用具有優(yōu)異的可見(jiàn)光透明性、高的熱穩(wěn)定性和耐紫外輻射性的有機(jī)硅作為聚合物基體，并開(kāi)展了以下兩方面的研究工作：
　　 首先，本論文采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(

3、ATRP)的方法在ZnO納米顆粒表面接枝PMMA并制備了ZnO-PMMA納米顆粒，然后在此基礎(chǔ)上制備了可紫外光固化的ZnO-PMMA/丙烯酸硅樹(shù)脂(ZnO-PMMA/SA)納米復(fù)合材料，為了進(jìn)行比較還制備了ZnO/SA納米復(fù)合材料，系統(tǒng)地探討了PMMA的接枝改性對(duì)ZnO納米顆粒在樹(shù)脂基體中的分散情況以及復(fù)合材料的介電性能、熱性能、光學(xué)性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比較于ZnO/SA納米復(fù)合材料，PMMA的接枝改性改善了ZnO納米顆粒在SA樹(shù)

4、脂的分散性，同時(shí)還提高了ZnO/SA納米復(fù)合材料的可見(jiàn)光透過(guò)率、紫外屏蔽率、起始熱分解溫度，還降低了ZnO/SA納米復(fù)合材料的介電損耗。通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以充分說(shuō)明ATRP技術(shù)改性納米顆粒是一種制備高性能透明光電材料的新方法。
　　 其次，本論文首次采用MgO無(wú)機(jī)鈍化層和乙烯基三乙氧基硅烷(A151)聯(lián)合改性ZnO量子點(diǎn)(QDs)從而制備了ZMO-AQDs，然后在此基礎(chǔ)上制備了ZMO-AQDs/硅橡膠(ZMO-A/S)納米復(fù)

5、合材料，為了進(jìn)行比較，還分別制備了含單一有機(jī)改性的ZnO-AQDs的ZnO-A/S納米復(fù)合材料和含未改性的ZnOQDs的ZnO/S納米復(fù)合材料，系統(tǒng)地探討了MgO無(wú)機(jī)層和A151的聯(lián)合改性對(duì)ZnOQDs在硅橡膠中的分散情況以及復(fù)合材料光學(xué)性能、熱性能的影響。其中，通過(guò)透射電子顯微鏡、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析等手段證實(shí)了聯(lián)合改性的方法比其它兩種方法更有利于QDs在硅橡膠中的分散，同時(shí)該改性方法明顯改善了ZnO/S和ZnO-A/S納米復(fù)合材料的熱性能