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本文采用共混法和溶胶-凝胶法以聚丙烯酸酯为聚合物基体制备纳米TiO2/聚丙烯酸酯复合材料。
首先以聚丙烯酸钠(PAA-Na)为分散剂处理纳米二氧化钛,通过沉降体积、分散液粘度和Zeta电位的变化,探讨了分散剂的量及pH值与纳米二氧化钛的水分散体系的粘度和沉降体积的关系,确定了最佳分散剂的量为2.0wt%和pH值为8-9时制备出来的纳米二氧化钛的水分散液(25wt%)最稳定。
共混法制备纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合材料,将上述的稳定的纳米TiO2水分散体添加到聚丙烯酸酯乳液中,共混浇铸得纳米TiO2/聚丙烯酸酯复合材料。通过SEM等对复合材料的结构进行分析,证明当添加量小于3wt%时,复合材料中的二氧化钛的颗粒尺寸小于100nm。通过对复合材料的性能测试表明:纳米二氧化钛比普通二氧化钛能有效提高材料的机械性能,添加3%纳米二氧化钛时,拉伸强度可以提高1.5倍;由于纳米二氧化钛能有效屏蔽紫外光,可以使得复合材料的耐老化性能显著提高。
溶胶-凝胶法合成聚丙烯酸酯/二氧化钛有机无机杂化材料,将钛酸四丁酯(TBOT)添加到聚丙烯酸酯的有机溶剂的溶液中水解缩合制备得复合材料。通过对不同条件下制备出来的聚丙烯酸酯/二氧化钛复合材料的微观结构考察和性能测试,结果表明:无机相(TBOT)的加入,使得复合材料的硬度得到提高;不同种类的溶剂、酸值大小、钛酸四丁酯的含量、以及水的添加量等因素都会影响复合材料中无机相在有机基体中的分布和形态。