【摘要】：為了獲得高性能的聚合物基納米復(fù)合材料,對納米粉體改性是至關(guān)重要的。大分子改性劑的結(jié)構(gòu)包含能與納米粉體表面形成化學(xué)鍵合的基團(tuán)和能與聚合物基體相容的柔性長鏈。為此使用大分子改性劑對納米粉體進(jìn)行改性可以很好的改善粉體在聚合物基體中的分散性,有助于提高聚合物納米復(fù)合材料的性能。然在粉體改性過程中,存在很多影響粉體分散性能的因素,為此本文就在大分子表面改性劑對粉體改性過程中溶劑的影響以及大分子改性劑的嵌段比例的影響進(jìn)行了研究。1、利用溶液聚合法合成了大分子表面改性劑低相對分子量聚丁二烯液體橡膠接枝馬來酸酐(LMPB-g-MAH),并用其對納米Ti02進(jìn)行了表面改性,在表面改性過程中通過調(diào)節(jié)不同極性有機(jī)溶劑的比例來研究改性過程中溶劑對粉體改性效果的影響。采用FT-IR、GPC以及TGA等對所合成的大分子表面處理劑的結(jié)構(gòu)、分子量、分子量分布以及熱性能進(jìn)行表征；改性前后納米Ti02的結(jié)構(gòu)和性能變化通過FT-IR、粒徑分析TGA、接觸角測試、親油化度、沉降實(shí)驗(yàn)和透射電鏡等進(jìn)行分析評價(jià)。結(jié)果表明,大分子改性劑在有機(jī)溶劑環(huán)境下均能改性納米二氧化鈦粉體,并且在混合溶劑環(huán)境中表面改性的效果均優(yōu)于單一溶劑環(huán)境。同時(shí)對機(jī)理進(jìn)行進(jìn)一步的探索。2、通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法合成了大分子引發(fā)劑PAN-Br和嵌段共聚物PAN50-b-PGMA9, PAN50-b-PGMA22, PAN50-b-PGMA37, PAN50-b-PGMA50。通過FT-IR、1H-NMR、13C-NMR對大分子引發(fā)劑以及嵌段共聚物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征與分析,TGA表征大分子引發(fā)劑PAN-Br和嵌段共聚物的熱性能,得出嵌段共聚物的熱性能穩(wěn)定。用以上合成的不同嵌段比例的共聚物在乙酸乙酯與DMF的混合溶劑中分別對納米AlN粉體進(jìn)行了表面改性。改性前后的AlN粉體通過沉降實(shí)驗(yàn)、紅外光譜、粒徑分析、TGA、接觸角、透射電鏡等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,嵌段共聚物PAN-b-PGMA在三乙胺為催化劑的條件下80℃乙酸乙酯與DMF的混合溶劑中改性納米AlN粉體,最佳的嵌段比為PAN50-b-PGMA50。紅外分析顯示改性劑的環(huán)氧基團(tuán)能夠與納米AlN表面的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。TGA顯示大分子改性劑PAN50-b-PGMA50的利用率達(dá)到78%,其中化學(xué)包覆量的比例為41.57%。改性后的AlN由于表面疏水性增強(qiáng),在水中的接觸角由21°增大到62.5°。透射電鏡顯示大分子改性劑能夠有效提高粉體在有機(jī)溶劑乙酸乙酯中的分散性。
【圖文】：

為了能更大程度的發(fā)揮納米粉體的性能，滿足在實(shí)際應(yīng)用中的需要，對其進(jìn)逡逑行表面改性是非常必要的。如當(dāng)我們制備聚合物－納米復(fù)合材料時(shí)，，納米粉體之逡逑間很容易通過氧鍵、范德華鍵以及化學(xué)鍵團(tuán)聚（圖１－１）丨２８］，使粉體在聚合物基逡逑質(zhì)中的分散性不夠好，從而會(huì)影響著聚合物－納米復(fù)合材料的性能，為此需要對逡逑納米粉體進(jìn)行表面改性以提高它的分散性，得到真正意義上的聚合物－納米復(fù)合逡逑材料＿。逡逑、多邐％邋？、、逡逑船—ａ＿．邋ＨＯ＾ｐＯＨ＾ＨＯ＾ｙＯＨ逡逑圖１－１納米粉體團(tuán)聚機(jī)理圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｎａｎｏ邋ｐｏｗｄｅｒｓ＇邋ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑粉體表面改性通常通過加入表面改性劑，使粉體表面發(fā)生化學(xué)或者物理作逡逑用，從而對粉體達(dá)到改性的效果。到目前為止，最常用的改性手段有：小分子偶逡逑聯(lián)劑法、酯（醚）化反應(yīng)法、表面活性劑法、大分子表面改性劑改性、表面接枝逡逑法等。逡逑１．２．２．１小分子偶聯(lián)劑法逡逑２逡逑

１．２．２．２酯（醚）化反應(yīng)法逡逑酷（醚）化反應(yīng)主要就是利用改性劑的基團(tuán)與粉體表面基團(tuán)發(fā)生酯化或者醚逡逑化反應(yīng)，從而起到改性作用。其機(jī)理見圖１－３。如用＾一院醇（ＵＤ－ＯＨ）、十六逡逑碳醇（ＨＤ－ＯＨ）、正辛醇（ＯＣ－ＯＨ）、十二燒二元醇（ＤＤ－（０Ｈ）２）分別對納米桂逡逑晶（Ｓｉ－ｎｃ）進(jìn)行改性，可形成邋Ｓｉ－ｎｃ－０－ＵＤ，Ｓｉ－ｎｃ－０－ＨＤ，邋Ｓｉ－ｎｃ－ＯＯＣ邋以及逡逑Ｓｉ－ｎｃ－Ｏ－ＤＤ－Ｏ－ｎｃ－ＳＰ］。Ｍ．邋Ｆｕｊｉ［３８］等用丁醇對高純石英沙進(jìn)行了表面改性，得出逡逑丁醇與粉體表面發(fā)生了反應(yīng)，并包覆在了粉體的表面；他還使用了一系列的醇類逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 張?zhí)K;錢家盛;章于川;;三元共聚物對納米Si_3N_4粉體表面改性的研究[J];安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

2 徐彬;阮北;霍莉;宋秀芹;;硬脂酸表面修飾TiO_2的合成及表征[J];微納電子技術(shù);2007年04期

3 李菲;郝喜海;王振中;李慧敏;;納米粉體的表面改性研究進(jìn)展[J];廣東化工;2010年05期

4 Shan-jie Yi;Hai-qing Yin;Ke Chen;Dil-Faraz Khan;Qing-jun Zheng;Xuan-hui Qu;;Microstructure and properties of nano-TiN modified Ti(C,N)-based cermets fabricated by powder injection molding and die pressing[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年11期

5 席寶信,邢強(qiáng),王益亨,陳彥模,朱美芳,張瑜;硬脂酸對CeO_2納米粒子的表面修飾研究[J];化工新型材料;2005年02期

6 曾琦斐;譚榮喜;王貴華;;納米材料及其研究進(jìn)展[J];湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2010年01期

7 ;Structures and antifouling properties of low surface energy non-toxic antifouling coatings modified by nano-SiO_2 powder[J];Science in China(Series B:Chemistry);2008年09期

8 邰艷龍;吳可量;苗繼斌;錢家盛;夏茹;章于川;;納米AlN潤滑材料的制備研究[J];潤滑油;2008年04期

9 李殷;周曉東;;嵌段共聚物偶聯(lián)劑對玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯的界面改性作用[J];塑料工業(yè);2009年06期

10 汪海燕;章于川;;自制的含氟大分子表面改性劑對納米Si_3N_4粉末的表面化學(xué)修飾研究[J];應(yīng)用化工;2009年06期

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3 李榮付;超分散劑的合成及其改性無機(jī)納米粉體的研究[D];中南大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2543871