不同粒径二氧化硅粉体改性及在聚酯中的分散性研究

论文摘要

超细SiO2粉体在光学、电学、热学、磁学和催化活性等方面具有特殊性能,因此被广泛用于制备各种高强、高韧、导电、阻燃、耐光等功能性聚合物复合材料但是,由于超细SiO2粉体表面活性高,粉体表面含有大量羟基,因此粒子间有强烈的团聚倾向,极大地影响了SiO2粉体/聚合物复合材料的功能。一般认为,上述团聚的程度与粉体的粒径大小密切相关,因此,研究不同粒径SiO2粉体在聚合物中的分散性具有重要理论和实际意义。本论文选择了微米、亚微米和纳米三种不同粒径等级的SiO2粉体,利用硅烷偶联剂(KH570)分别对其进行了表面接枝改性。利用红外光谱(IR)、热失重(TG)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对改性前后不同粒径的粉体进行了结构表征,采用原位聚合法制备不同粒径SiO2/PET复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了不同粒径SiO2粉体在PET中的分散性。IR、TG、EDS、XPS结构表征研究结果表明,三种粒径SiO2粉体均可与硅烷偶联剂KH570发生表面接枝反应,利用SEM对改性前后SiO2粉体/聚合物复合材料的观察表明,改性后SiO2粒子在PET中的团聚现象有所减少。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 聚酯简介
• 1.2 超微粉体的特性
• 1.2.1 超微粉体的简介
• 1.2.2 超微粉体的表面特性
• 1.2.3 超微粉体的团聚理论
• 1.2.4 超微粉体的分散稳定机理
• 1.2.5 干燥对粉体的影响
• 1.3 粉体的表面处理和改性工艺
• 1.3.1 超微粉体表面物理改性方法简介
• 1.3.2 超微粉体表面化学处理方法简介
• 1.3.3 偶联剂的定义和分类
• 1.3.4 硅烷偶联剂结构及其作用机理
• 1.3.5 硅烷偶联剂与超微粉体的作用机理
• 1.4 聚合物/粉体复合材料制备方式简介
• 1.5 原位复合方法制备聚酯复合材料
• 1.6 粉体作为聚酯薄膜开口剂方面的应用
• 课题的目的和意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2粉体在EG中的分散'>2.3.1 三种不同粒径SiO₂粉体在EG中的分散
• 2.3.2 聚酯/粉体复合材料的制备工艺
• 2.4 结构与性能测试
• 2粒度分析'>2.4.1 三种不同粒径SiO₂粒度分析
• 2粉体颜色变化元素分析'>2.4.2 研磨法和乳化法处理SiO₂粉体颜色变化元素分析
• 2.4.3 红外光谱分析
• 2.4.4 EDS（Energy Dispersive Spectrometer）能谱分析
• 2.4.5 XPS光电子能谱仪分析
• 2.4.6 热失重分析
• 2.4.7 扫描电镜分析
• 2.4.8 热力学分析
• 第3章 实验结果与讨论
• 2粉体的测试和表征'>3.1 SiO₂粉体的测试和表征
• 3.1.1 三种不同粉体粒径分布测试
• 3.1.2 红外光谱分析
• 2粉体EDS测试'>3.1.3 三种粒径SiO₂粉体EDS测试
• 3.1.4 XPS测试
• 3.1.5 热重分析
• 2粉体XRD测试'>3.1.6 改性前后SiO₂粉体XRD测试
• 2粉体的分散性能'>3.1.7 SiO₂粉体的分散性能
• 3.2 粉体分散液颜色改变原因分析
• 3.2.1 样品检测状态
• 3.2.2 各样品检测谱图
• 2粉体/聚酯复合材料的测试和表征'>3.3 SiO₂粉体/聚酯复合材料的测试和表征
• 2/聚酯复合材料SEM分析'>3.3.1 SiO₂/聚酯复合材料SEM分析
• 2粉体/聚酯复合材料的DSC测试'>3.3.2 不同粒径SiO₂粉体/聚酯复合材料的DSC测试
• 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢