納米TiO-,2-的表面改性及其應(yīng)用研究.pdf

1、無機納米粒子具有小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)。無機納米粒子與聚合物復(fù)合形成聚合物/無機納米復(fù)合材料，成為當(dāng)前非?；钴S的研究領(lǐng)域，顯示了良好的開發(fā)與應(yīng)用前景。但是由于無機納米粒子粒徑小、比表面積大、表面能高，極易相互團聚，難以最大限度地發(fā)揮納米效應(yīng)。因此降低納米粒子的表面能，提高納米粒子與聚合物的相容性，減弱納米粒子的表面極性是納米粒子表面改性的關(guān)鍵性技術(shù)問題。 本實驗運用乳液聚合的方法制備以表面接枝鈦酸酯偶聯(lián)劑的納米Ti<

2、,2>為核，以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯為殼的Ti<,2>/PBA/PMMA復(fù)合粒子。研究了Ti<,2>、乳化劑、引發(fā)劑、反應(yīng)溫度和超聲震蕩時間等因素對聚合反應(yīng)單體轉(zhuǎn)化率的影響，確定聚合反應(yīng)的工藝條件。然后，將制得的復(fù)合粒子填充到聚丙烯基體中，并與填充了未改性二氧化鈦的聚丙烯基體的性能進行比較。 通過重量法測定聚合反應(yīng)體系的單體轉(zhuǎn)化率。通過3000HSA型激光粒度儀，測定產(chǎn)物粒子的平均粒徑。運用Spectrum One-B型FT

3、IR儀、JEM-2000EX型透射電子顯微鏡TEM對納米Ti<,2>、復(fù)合粒子進行表征和觀測。運用德國耐馳TG209C熱重分析儀分析復(fù)合粒子中有機物的重量百分含量。運用JSM-64601V型掃描電鏡SEM對復(fù)合體系進行微觀形貌分析。按照GB/T1039-1992、GB/T1843-1992、GB 16422.3-1997/T對復(fù)合材料的拉伸性能、沖擊性能和抗老化性能進行測試。 實驗結(jié)果表明：乳液聚合方法可以制備以納米Ti<,2>

4、為核，丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯為殼的Ti<,2>/PBA/PMMA殼核復(fù)合粒子。該復(fù)合粒子的平均粒徑為251nm，有機包覆層厚度約為15nm左右。復(fù)合粒子的粒徑分布范圍變窄，改善了原生納米粒子的分散性。制備Ti<,2>/PBA/PMMA復(fù)合粒子的最佳工藝條件：反應(yīng)溫度為70℃，Ti<,2>用量為8.0g/L、引發(fā)劑用量0.6g/L、乳化劑用量8mmol/L、單體與二氧化鈦配比為2、超聲震蕩時間為60min。運用掃描電鏡觀察并分析表明，