论文部分内容阅读
近几年来,无机纳米粒子与传统聚合物复合制备聚合物基纳米复合材料的研究越来越受到重视,部分聚合物基纳米复合材料已成功走向应用实践.该文以纳米SiO<,2>和纳米TiO<,2>作为无机纳米粒子,制备了三种聚合物基纳米复合材料,即环氧树脂/纳米硅溶胶复合材料、丙烯酸乳液/纳米TiO<,2>复合材料和丙烯酸微乳液/纳米SiO<,2>复合材料,较为详细地考察了这三种纳米复合材料的制备方法、结构和性能,具体研究结果如下.对于环氧树脂/纳米硅溶胶复合体系,我们采用先将水性纳米硅溶胶用glycidyloxypropyl-trimethoxysilane(GTPMS)改性,再与双酚A环氧树脂(E42)及改性环胺类固化剂(5618)混合制得了环氧树脂/SiO<,2>纳米复合材料.研究发现硅溶胶粒子表面GPTMS接枝量的影响因素较多,增加改性剂GTPMS用量,提高反应温度或延长反应时间,或使体系pH值保持为8.8等均有利于提高改性接枝量.少量添加高GPTMS接枝量硅溶胶能提高环氧树脂涂层的粘附力、耐磨性和耐腐蚀性.低GPTMS接枝量硅溶胶由于在固化体中形成的交联密度较低,其耐腐蚀性能较差.当改性硅溶胶用量上升时,由于无机组分比例上升导致成膜性能下降,涂层的耐磨性、粘附性等性能变差.对于丙烯酸/纳米TiO<,2>复合乳液体系,我们采用原位聚合(IS)、剪切分散(SM)和球磨分散(BM)三种方法制备纳米复合微乳液.实验发现,不同制备方法制备得到的纳米复合乳液涂层的结构与性能是不同的.IS法得到微乳液中的纳米TiO<,2>粒子分散性最好,SM和BM法制得的纳米复合聚合物具有较高的拉伸强度和玻璃化温度(Tg).纳米TiO<,2>粒子在纳米复合乳液涂层中有较好的紫外(200~40nm)屏蔽性能,而微米TiO<,2>则没有.纳米TiO<,2>粒子用量增加或分散性提高,纳米复合涂层对200~400nm的UV吸收增加,UV透射相应下降.对于丙烯酸/纳米SiO<,2>复合微乳液体系,采用原位聚合法研究了四种纳米SiO<,2>粒子(P640、N-20、CYS-1、HH)在丙烯酸复合微乳液中的应用,考察了纳米SiO<,2>粒子引入后微乳液粒径及形态的变化.发现添加P640纳米SiO<,2>对微乳液涂膜的机械性能有较大提高,且复合乳液体系的粒径分布宽度也比较窄.TEM照片显示添加P640纳米SiO<,2>的复合微乳液体系中,纳米SiO<,2>粒子是被丙烯酸乳胶包覆的.当纳米SiO<,2>用量上升,乳胶粒子尺寸变化不大,而之间的粘联情况却逐渐严重.