聚合物—TiN納米復(fù)合材料的制備及界面調(diào)控.pdf

1、利用界面改性劑對納米粒子進(jìn)行表面修飾以提高其在聚合物基體中的分散性是制備聚合物納米復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)。大分子表面改性劑的分子結(jié)構(gòu)包括與納米顆粒表面能形成化學(xué)鍵合的錨固基團(tuán)和與聚合物基體有較好的相容性的柔性長鏈兩部分，可以有效地控制納米粒子與聚合物基體間的界面結(jié)構(gòu)，從而改善納米粒子的分散性，提高聚合物納米復(fù)合材料的宏觀性能。本文利用自由基共聚合技術(shù)設(shè)計(jì)、合成了與MAPTMS、SBR和PS具有相關(guān)結(jié)構(gòu)的St/AN/MAPTMS大分子界面改性

2、劑，對比研究大分子界面改性劑與小分子界面改性劑修飾納米粒子在聚合物基體中分散性的影響規(guī)律及其對界面性能的影響。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、磐ㄟ^自由基共聚合方法成功合成了大分子界面改性劑St/AN/KH-570共聚物，分子量可控在Mn=10000-20000;通過1H-NMR、FT-IR、GPC等確認(rèn)了聚合物結(jié)構(gòu);通過DSC和TGA表征了大分子界面改性劑St/AN/MAPTMS的熱性質(zhì)，數(shù)據(jù)顯示，大分子界面改性劑St/AN/MAPT

3、MS具有良好的熱穩(wěn)定性和較寬的使用溫度。
　　⑵用大分子St/AN/MAPTMS和MAPTMS為界面改性劑、以乙酸乙酯為溶劑對納米TiN進(jìn)行改性;用FT-IR和XPS研究了納米TiN改性前后表面結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)界面改性劑的硅醇烷（-SiOCH3）基團(tuán)能夠與納米TiN表面羥基(-OH)通過脫水反應(yīng)而接枝在納米TiN表面;通過XRD、接觸角分析、沉降實(shí)驗(yàn)，TGA、高分辨TEM等對改性納米TiN性質(zhì)進(jìn)行分析并對比界面改性劑的改性效果。結(jié)

4、果表明，界面改性劑的加入沒有改變TiN的立方晶體結(jié)構(gòu);對比發(fā)現(xiàn)，大分子界面改性劑能夠有效提高納米TiN在有機(jī)溶劑中的分散穩(wěn)定性、降低粒子團(tuán)聚，其應(yīng)用效率遠(yuǎn)大于小分子的MAPTMS。
　?、遣捎妹軣?開煉兩段混合工藝制備了不同界面改性劑修飾納米TiN填充SBR復(fù)合材料，并利用TEM、SEM、橡膠加工分析儀和熱分析技術(shù)研究了界面改性劑對SBR/TiN納米復(fù)合體系界面性能的影響。研究結(jié)果表明:大分子界面改性劑St/AN/MAPTMS引入

5、到SBR/TiN納米復(fù)合材料體系，能夠更有效提高納米TiN在SBR基體中分散性和相容性;改善SBR/TiN混煉膠的硫化性能;在最佳填充量5phr下，混煉膠的拉伸強(qiáng)度提高近80％，同時(shí)大分子界面改性劑進(jìn)一步改善SBR體系的動態(tài)加工性;并促進(jìn)膠體的Tg提高近10℃。
　　⑷采用熔融共混的方法制備了不同界面改性劑修飾納米TiN填充PS塑料體系復(fù)合材料，并利用TEM、熱分析、和旋轉(zhuǎn)流變儀等表征技術(shù)研究了界面改性劑對和PS/TiN納米復(fù)合材