未改性納米SiO2基于靜電相互作用對(duì)PMMA的增強(qiáng)增韌研究.pdf

1、納米SiO2由于具有優(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性等一直是橡膠、塑料和涂料制品的重要填料之一。然而納米 SiO2粒子由于表面羥基的存在導(dǎo)致其表面能態(tài)較高,在基體中易團(tuán)聚,嚴(yán)重影響了納米復(fù)合材料的性能,從而限制了納米SiO2的應(yīng)用,針對(duì)此問題往往采用不同手段對(duì)SiO2進(jìn)行表面改性,雖一定程度地改善了其在聚合物中的分散,卻也使納米復(fù)合物的制備流程更為繁瑣。
　　本論文選用甲基丙烯酸甲酯(MMA)作為聚合物基體,分別與少量陽離子單

2、體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)和二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)在懸浮體系中合成陽離子型共聚物,同時(shí)原位添加表面顯負(fù)電性的未改性納米 SiO2粒子,根據(jù)正負(fù)電荷之間靜電相互作用原理,制備聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/SiO2納米復(fù)合微球并制成納米復(fù)合材料。通過1H-NMR、Zeta電位分析、FT-IR、SEM以及 GPC等手段對(duì)納米復(fù)合微球的制備、共聚物基體與納米 SiO2粒子間的靜電相互作用以及陽離子單體和納米 SiO2

3、的加入對(duì)PMMA的微球形貌和分子量的影響進(jìn)行表征,并對(duì)納米復(fù)合材料的機(jī)械性能進(jìn)行對(duì)比研究。
　　結(jié)果分析表明,納米復(fù)合微球中PMMA基陽離子型共聚物成功制備;陽離子單體的引入對(duì)PMMA的微球形貌和分子量均無明顯影響,而納米SiO2的加入則對(duì)PMMA的微球形貌和分子量均有微弱影響;將DMC作為陽離子單體時(shí)共聚物基體與納米 SiO2粒子間具有較強(qiáng)的靜電相互作用,而將DMDAAC作為陽離子單體時(shí)共聚物基體與納米 SiO2粒子間具有較弱的

4、靜電相互作用;當(dāng) DMC作為陽離子單體時(shí),納米復(fù)合材料的機(jī)械性能有較大程度的提升,尤其是彎曲強(qiáng)度提升最為顯著。當(dāng)DMC和SiO2的添加比例分別為10vol％和1.0wt%時(shí),納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別比純 PMMA提高了20.7%和140.7%;當(dāng)DMDAAC作為陽離子單體時(shí),納米復(fù)合材料的機(jī)械性能雖也有一定程度的提升,尤其是彎曲強(qiáng)度提升較多,但與DMC相比,無論是拉伸性能還是彎曲性能,其改善程度都不夠理想。與純PMMA相比,