聚甲基丙烯酸甲酯ato导电复合材料的制备与性能研究

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1、聚甲基丙烯酸甲酯／ATO导电复合材料的制备与性能研究摘要本论文以锑掺杂二氧化锡(ATO)粉为导电填料，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基体，采用原位聚合法制备PMMA／ATO导电复合材料。重点研究了ATO不同含量、不同球磨时间对PMMA／ATO导电复合材料性能的影响，同时研究了引入第三相苯乙烯。马来酸酐共聚物(SMA)和纳米Si02对复合材料性能的影响。主要研究工作如下：(1)改性剂和改性方法探索。采用硅烷偶联剂丫．甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)和球磨对ATO导电粉进行预处理，摸索预处理条件，并用激光粒度仪和SEM对处理结果进

2、行表征，评价改性ATO粉的分散性和分布尺寸。结果表明，采用硅烷偶联剂KH570(3％)和球磨lOh对ATO粉体进行改性的效果较好。(2)改性ATO表面性质分析及PMMA／ATO导电复合材料制备。根据上述选定的预处理条件对ATO粉进行预处理，预处理结果用FTIR进行表征，结果表明，硅烷偶联剂KH570是通过化学反应接枝和物理包覆共同作用对ATO纳米颗粒进行改性的。以改性后的ATO粉为导电填料，采用原位聚合法制备了不同ATO含量、不同球磨时间的PMMA／AT0导电复合材料。又在此基础上引入了第三相物质，制备了PMMA／AT0／SMA复合材料

3、和PMMA／ATO／Si02复合材料。(3)PMMA／ATO导电复合材料导电性、动态力学性能和热稳定性测试分析。PMMA／ATO复合材料断面的SEM照片发现：大部分ATO颗粒均匀分散在PMMA基体中，存在少量团聚体。加入第三相SMA后，ATO颗粒在基体中形成明显的导电网络结构网络；电性能结果表明：通过延长ATO球磨时间(由4h延长到10h)和在PMMA／ATO体系中加入第三相(SMA)均可提高复合材料的导电性能。TG．DTA结果表明：ATO纳米粒子的加入对PMMA的分解起到了抑制作用，使得分解温度略有提高，热稳定性有所改善。第三相SMA

4、的加入，在提高PMMA／ATO复合材料导电性能的同时，对其热性能影响较小。DMA测试结果表明：纯PMMA玻璃化温度为120℃，ATO含量为10％时，PMMA／ATO导电复合材料的玻璃化温度降低为115℃，随着ATO含量的进一步增加，玻璃化温度降低不明显。而随着ATO纳米粒子含量的增加，复合材料的储能模量提高。关键词：ATO；PMMA；复合材料；导电StudyonPreparationandPropertiesofPMMA／ATOConductivecompositesABSTRACTInthiswork，akindofPMMA(poly

5、methylmethacrylate)basedconductivecompositefilledwithnanoscaledATO(antimonydopedtinoxide)powderwaspreparedviain-situpolymerization．TheinfluencesofATOcontentandmilling-timeonthepropertiesofthecompositeswerestudied．Wealsoinvestigatedtheeffectsofthethirdcomponent，includings

6、tyrene—maleicanhydridecopolymerandnano—Si02，ontheconductivestructureformationofPMMA／ATOcomposites．Themainworksandconclusionswereshownasfollows：(1)Firstly，asmallquantityofATOpowdersweremodifiedbysilanecouplingagentandtreatedbyaballmill，inordertodeterminethemodifyingcondit

7、ions．AccordingtotheresultsofalasergrainsizeanalyzerandSEMtest，theATOpowderswassuccessfullydispersedbyusingsilanecouplingagentKH570(3％content)andmillingtenhours．(2)TheATOpowdersweremodifiedaccordingtotheprocedurementionedabove．FTIRresultsshowedthattherewerebothphysicaland

8、chemicaleffectsonATOpowders，whichweremodifiedbysilanecouplingagentKH570．PMMAbasedconductivecompositesfi