【摘 要】
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无机纳米粒子/聚烯烃复合材料的研究对于扩大纳米无机粒子的应用领域,实现通用塑料工程化具有重要的理论和实际意义.本研究针对常规共混工艺难以实现纳米粒子在聚合物中均匀
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无机纳米粒子/聚烯烃复合材料的研究对于扩大纳米无机粒子的应用领域,实现通用塑料工程化具有重要的理论和实际意义.本研究针对常规共混工艺难以实现纳米粒子在聚合物中均匀分散的局限,运用应力双渗逾结构模型指导材料设计,采取力化学技术原位聚合改性纳米无机粒子和制备纳米粒子/聚烯烃复合材料,以解决高分子复合材料中不具备层状结构的无机纳米粒子的有效利用问题,寻找更高效实用的无机纳米粒子增强增韧聚烯烃的工业化途径.具体的研究内容为以聚丙烯为基体,以不具备层状结构的无机纳米粒子SiO<,2>为填料,探讨如何利用球磨力化学制备技术实现纳米SiO<,2>粒子的原位接枝改性,以强化未分散纳米团聚体的结构、促进纳米粒子在聚合物基体中的分散、加强纳米粒子和基体间的界面作用结合.采用正交设计法研究了球磨转速、球磨时间、单体浓度、引发剂种类和用量等因素对纳米SiO<,2>表面力化学接枝聚合的影响,用FTIR、TG、GPC、TEM和在溶剂中的沉降性试验对球磨改性的纳米粒子进行了表征.进而将球磨力化学技术和反应性加工手段相结合,尝试了不同的复合材料力化学制备技术路线,利用常规的熔融共混工艺,制备出在甚低含量下(≤2vol%)具有显著增强增韧效应的纳米SiO2粒子填充聚丙烯复合材料.系统研究了影响复合材料力学性能的各种因素;用转矩流变仪和MFR研究了复合材料的流变特性;用DSC和DMA对复合材料的结晶行为和动态力学性能进行了表征,用PLM和SEM对复合材料的结晶形态和微观形貌进行了观察和分析.在对复合材料的加工-结构-性能的关系研究的基础上,探讨了无机纳米粒子增强增韧聚丙烯的机理,以期对无机纳米粒子填充聚合物复合材料的制备提供理论依据.
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