納米無機(jī)粒子-聚合物復(fù)合薄膜的制備與表征.pdf

1、隨著一些傳統(tǒng)能源資源的匱乏和人們對(duì)于生活環(huán)境的要求，清潔可再生資源的作用被越來越多的人們所倡導(dǎo)。太陽(yáng)能是其中最豐富，最普遍的無污染可再生能源。高分子太陽(yáng)能電池成本居高不下，而傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化率遲遲得不到提高，限制了太陽(yáng)能的使用。在轉(zhuǎn)化率一定的基礎(chǔ)上，增加太陽(yáng)光能量的吸收也是一種提高太陽(yáng)能利用效率的方法。這對(duì)清潔能源的使用具有重要的科學(xué)研究意義，也是本論文的核心內(nèi)容。
　　本論文主要進(jìn)行了太陽(yáng)能電池包裝薄膜的制備與性能研究，主要分

2、為兩個(gè)部分，第一部分就是無機(jī)納米粒子填料的制備，也就是二氧化鈦的制備；另一部分就是有機(jī)聚合物基體的制備。然而，納米填料具有大的比表面積和表面能，極易發(fā)生團(tuán)聚，且大多數(shù)納米填料為親水性，而聚合物呈疏水性，因此解決聚合物和納米填料的相容性是聚合物/無機(jī)物納米復(fù)合材料制備過程中的關(guān)鍵。
　　首先采用水熱法，在加熱條件下，以聚乙烯吡咯烷酮為分散劑，使前驅(qū)體鈦酸四丁酯發(fā)生水解縮合的反應(yīng)。醋酸控制溶液的pH值，催化該反應(yīng)的發(fā)生，最終得到二氧化

3、鈦納米粒子。合金粒子大小在5-8 nm，呈片狀。采用XRD，TEM等對(duì)粉末粒徑，形貌以及晶形組成等分析，探究實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件對(duì)二氧化鈦的影響，此外還研究了納米粒子的形成機(jī)理。
　　其次，在制備二氧化鈦納米粒子的基礎(chǔ)上，對(duì)二氧化鈦納米粒子進(jìn)行表面修飾，引入硅烷偶聯(lián)劑，降低二氧化鈦的表面能，以阻止團(tuán)聚的發(fā)生。通過紅外，羥基測(cè)定，探討表面改性機(jī)理，對(duì)比表面改性前后表面羥基數(shù)目的變化。
　　此外，分別將改性前后的二氧化鈦摻入聚甲基丙烯酸

4、甲酯(PMMA)和聚乙烯-醋酸乙烯甲酯(EVA)兩種基體中，使用流平與旋涂?jī)煞N方法進(jìn)行薄膜制作。通過紅外、紫外，可見、熱重、差熱等分析手段，研究對(duì)比改性前后二氧化鈦對(duì)有機(jī)基體的影響，同時(shí)分析增加填料的量對(duì)有機(jī)基體的影響。
　　綜合上述研究結(jié)果，和未改性前的二氧化鈦相比，以改性后的二氧化鈦為無機(jī)填料，可以顯著提高納米粒子與聚合物之間的相容性。另一方面，有機(jī)基體PMMA與基體EVA相比，納米二氧化鈦在EVA中的分散性更好一點(diǎn)。摻雜二氧