【摘要】：聚合物基納米復合材料具有納米粒子和聚合物兩者各自的優(yōu)勢特點,也具有兩者的協(xié)同作用,被廣泛應用于航空航天、醫(yī)療器械、電子器械以及自動化等行業(yè),本文利用納米改性的方法,改善納米粒子在聚合物基體中的分散性,提高聚合物基納米復合材料的綜合性能,重點是其光學性能,得到的研究結果如下:(1)利用分子動力學方法,對納米富勒烯/聚乙烯復合薄膜體系進行了模擬,分析了薄膜的空間限制作用、擠壓作用以及薄膜變形速率對納米粒子在聚乙烯薄膜中分散性的影響。結果表明,納米復合薄膜的空間限制作用阻礙了納米富勒烯的分散;對薄膜施加單向壓力,納米粒子受到的擠壓作用,可以促進納米富勒烯的分散;在擠壓變形量相同的條件下,薄膜變形的速率越小,納米富勒烯的分散效果越好。當薄膜變形速率減小到一定程度時,富勒烯的分散效果能夠接近其與聚合物本體進行復合時的分散情況。(2)利用分子動力學方法,對改性納米二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯薄膜體系進行了模擬,分析改性納米二氧化硅粒子的含量和粒徑大小對薄膜體系力學性能和界面結合情況的影響,其中考慮到可見光透過率因素,設置納米粒子的含量在比較低范圍內(2%-11%),由于分子模擬建模的局限性,納米粒子的粒徑大小,設置為1nm、2nm、3nm,結果表明,當改性納米二氧化硅粒子在較低濃度水平變化時,薄膜的力學性能和界面結合效果的變化較小,當納米粒子的粒徑尺寸變化時,復合材料的力學性能和界面結合效果變化較大,相同濃度下,隨著納米粒子尺寸增大,薄膜的最大屈服強度減小,斷裂伸長率和界面結合強度增加,且當納米粒子尺寸是3nm時,界面結合情況得到很大增強。(3)制備改性納米二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯復合材料,首先將利用偶聯(lián)劑KH570改性好的物料,通過紅外分析探究內部改性原理,可以發(fā)現偶聯(lián)劑并沒有和高聚物發(fā)生反應,只是在納米粒子表面包裹羥基,然后與聚合物表面的羥基進行結合。通過測量復合材料的抗拉強度和斷裂伸長率,探究納米粒子含量對改性納米二氧化硅/聚甲基丙烯酸甲酯復合材料力學性能的影響,可以看出隨著納米粒子含量增加,復合材料沿著擠出方向和垂直于擠出方向抗拉強度先增加后減小,而斷裂伸長率沿擠出方向和垂直于擠出方向有增大的趨勢,而且沿擠出方向的斷裂伸長率高于垂直于擠出方向的,這是因為沿擠出方向分子鏈的取向性更好。通過電子顯微鏡觀察內部納米粒子的分散性,可以看出,層疊作用可以使納米粒子在高聚物基體中分散得更均勻,隨著納米粒子含量的增加,納米粒子團聚現象越來越嚴重。通過雙光束紫外分光光度計測試材料的近紅外反射率和可見光透過率,可以看出,隨著納米粒子含量的增大,反射率和透過率呈現先增大后減小的趨勢,納米粒子含量為3.5%時,復合材料的光學性能最佳,同時實驗結果也驗證了上述兩章分子動力學模擬的結論。(4)制備改性納米二氧化鈦/聚甲基丙烯酸甲酯的復合材料,其中改性納米二氧化鈦的含量設置為0.2%、0.5%、1%、2%,通過雙光束紫外分光光度計,測試薄膜的紫外吸收率和可見光透過率,可以看出,納米二氧化鈦可以很大程度上提高復合材料的紫外吸收率,隨著納米二氧化鈦含量的增加,紫外吸收率也在增大,但是可見光的透過率顯著減小,當改性納米二氧化鈦的含量為0.5%時,復合材料的綜合光學性能最好,同時隨著納米二氧化鈦含量的增大,納米粒子在聚合物中起到交聯(lián)作用,復合材料的耐熱性增強。
【圖文】：

１．１．３．１高透明納米樹脂復合技術逡逑曾曉飛等［１（？將有機聚合物作為涂層，內部摻加無機納米粒子，制備了一種用于貼逡逑在建筑表面起到節(jié)能作用的高透明納米復合材料，如圖１－２所示，該產品已經實現了逡逑大規(guī)模生產應用，實驗數據顯示將該產品用在建筑玻璃上，夏天可節(jié)約用電高達３２％，逡逑冬季可節(jié)約采暖耗能１０％以上，這種材料為我國節(jié)約建筑耗能方面提供了一種重要的逡逑新材料，，并做出了突出貢獻。逡逑＿：董＇Ｉ．—■■邐Ｉ邋｜  —逡逑急逡逑圖１－２高透明納米復合膜逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｈｉｇｈ邋ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ邋ｎａｎｏ－ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｆｉｌｍ逡逑３逡逑

北京化工大學碩士學位論文邐逡逑制備光學級納米復合材料面臨的最大問題是提高納米粒子的分散均勻性，因為納逡逑顆粒團聚會造成光散射，大大降低了材料的透明度。北京化工大學科研團隊利用超逡逑力反應結晶結合表面改性萃取相轉移技術在納米粒子發(fā)生團聚之前，將其表面逡逑覆了一層改性劑，接下來將改性好的納米粒子轉移到與其相容性較好的溶劑中，成逡逑制備出透明納米分散體，該分散體的特點是粒度分布集中、粒徑小同時分散性較好，逡逑圖１－３是分散體制備原理圖，圖１－４是基于此方法建立的年產１００ｔ的分散體示范逡逑。然后選取具有不同光學功能的納米顆粒均勻分散在有機涂料混合體系中制備出納逡逑復合涂料，再將一層或幾層納米復合涂料涂覆高分子基膜上，制備出建筑玻璃節(jié)能逡逑高透明納米復合膜。缺點是該技術生產成本較高，同時生產過程會有少量污染物產逡逑，不利于大規(guī)模推廣。逡逑Ｃｕ＞邋？d駛乖鈴危擅罪砜帕ｅ義

本文編號：2617621