原位溶膠-凝膠反應(yīng)制備聚烯烴-二氧化硅納米復(fù)合材料.pdf

1、聚烯烴是重要的合成材料，全球年產(chǎn)量已超過一億噸。聚烯烴/無機(jī)納米復(fù)合材料兼具了聚烯烴和無機(jī)納米材料的優(yōu)異性能和兩種材料的協(xié)同效應(yīng)，得到單一材料無法比擬的綜合性能，納米復(fù)合材料的年增長率超過30％，充分顯示了納米復(fù)合材料的應(yīng)用前景。本文采用共輻射接枝對聚烯烴功能化改性，然后在功能化聚烯烴中原位溶膠-凝膠反應(yīng)，制備聚烯烴/二氧化硅納米復(fù)合材料。
　　論文首先采用共輻射接枝方法，固相條件下在EPR鏈上接枝γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷

2、（KH570），研究了不同輻射劑量對接枝率的影響，然后,KH570接枝改性的乙丙橡膠（EPR-g-KH570）在前驅(qū)體四乙氧基硅烷（TEOS）中溶脹，再浸入含有正丁胺的催化劑溶液中催化前驅(qū)體的原位溶膠-凝膠反應(yīng)，制備了EPR-g-KH570/SiO2納米復(fù)合材料。考察了不同溶劑以及催化劑濃度對TEOS轉(zhuǎn)化率和原位生成的SiO2粒徑的影響。采用FTIR、SEM、力學(xué)性能等測試手段對納米復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，在輻射劑量為2kGy時(shí)，

3、KH570接枝率最高；在30℃下，用5%的正丁胺有機(jī)溶劑中進(jìn)行溶膠凝膠反應(yīng)時(shí)，納米粒子的粒徑最小，SiO2平均粒徑在100-200nm，而且在材料中的分散性好。接枝在乙丙橡膠上的KH570成為納米SiO2的成核中心，利用接枝的KH570對無機(jī)界面的化學(xué)鍵合作用，有效改善有機(jī)-無機(jī)界面的相容性和結(jié)合力，使復(fù)合材料綜合性能得到提高。
　　其次，以原位溶膠-凝膠反應(yīng)制備的EPR-g-KH570/SiO2為納米復(fù)合母料，與PP共混制備了P

4、P/EPR-g-KH570/SiO2納米復(fù)合材料。采用DSC研究了PP/EPR-g-KH570/SiO2納米復(fù)合材料的結(jié)晶過程，并借助SEM、流變性能、力學(xué)性能等測試手段對復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，EPR與納米SiO2的加入對基體材料PP起到了異相成核作用，提高了PP的結(jié)晶速率；流變性能說明PP/EPR-g-KH570/SiO2納米復(fù)合材料的熔體是假塑性流體，易于成型加工；相比于基體材料PP，將彈性體EPR和剛性體SiO2同時(shí)引入基