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近年来,纳米材料的制备与应用研究得到了广泛开展,其内涵也不断拓宽。本文则主要考察了两种不同纳米材料应用时所各关心的问题,即:一,为了解决纳米二氧化硅粉体粒子的分散性和相容性问题,开展了纳米二氧化硅粉体粒子含双键偶联剂表面改性及在丙烯酸树脂中的应用研究;二,为了指导聚倍半硅氧烷(POSS)纳米材料的实际应用,开展了硅氧烷前驱体取代基对POSS结构和表面特性影响研究。
纳米SiO2粉体是最常见的纳米材料之一,但其表面通常为亲水性,与聚合物体系不相容,所以在其应用之前,一般需对其进行改性。在本文中,我们选用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MAPTS)对两种不同表面特性的纳米SiO2粉体(SP1和A200)进行改性,并利用红外光谱、拉曼光谱、硅核磁共振、热失重和N4Plus粒径分析仪进行详细表征。将改性后的纳米SiO2粒子采用原位和共混的方法引入丙烯酸树脂中,利用透射电镜和动态力学分析仪考了纳米SiO2在树脂中的分散性及丙烯酸树脂的玻璃化温度变化。
POSS可用作复合材料的添加剂、纳米二氧化硅研究时的模型或直接用于制备特种材料上。POSS的笼状网状结构对其各种性能起到很重要的作用。本文通过不同三烷氧基硅烷的酸催化水解缩聚制备了氢基聚倍半硅氧烷、甲基聚倍半硅氧烷、正丙基聚倍半硅氧烷、正己基聚倍半硅氧烷、正十六烷基聚倍半硅氧烷、乙烯基聚倍半硅氧烷、苯基聚倍半硅氧烷、甲基丙烯酰氧基聚倍半硅氧烷、氨基丙基聚倍半硅氧烷、巯基丙基聚倍半硅氧烷和环氧丙氧基聚倍半硅氧烷。利用红外光谱、硅核磁共振、X射线衍射、原子力显微镜和光学接触角考察了不同取代基对其结构和表面特性的影响。