聚双环戊二烯纳米复合材料的制备及性能研究

《聚双环戊二烯纳米复合材料的制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：____________O64密级：______________公开ＵＤＣ：____________544单位代码：______________11646硕士学位论文论文题目：聚双环戊二烯纳米复合材料的制备及性能研究学号：_________________________1511072323姓名：_________________________王雅祺专业名称：_________________________物理化学学院：_________________________材料科学与化学工程学院指

2、导教师：_________________________张利副教授论文提交日期：2018年06月25日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeStudyonPreparationandPropertiesofPolydicyclopentadieneNanocompositesCandidate：YaqiWangSupervisors：AssociateProfessorLiZhangFacultyofMaterialSciencean

3、dChemicalEngineeringNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINADate:June25th,2018聚双环戊二烯纳米复合材料的制备及性能研究摘要聚双环戊二烯（Polydicyclopentadiene，PDCPD）是由单体双环戊二烯（Dicyclopentadiene，DCPD）通过开环易位聚合得到的一种性能优良的非极性热固性工程塑料。本文选取球状二氧化硅、棒状多壁碳纳米管作为填料，制备填料/PDCPD复合材料。首先在填料表面引入非极性的

4、乙烯基、苯基基团，提高填料在单体DCPD中的分散性和二者之间的相容性。然后通过原位聚合制备填料/PDPCD复合材料，分别研究不同填料和不同非极性基团对PDCPD聚合反应及其复合材料力学性能的影响。本论文实验第一部分（第三章）采用溶胶-凝胶法一步合成乙烯基功能化的二氧化硅（V-SiO2），然后通过原位聚合和浇注工艺制备了V-SiO2含量不同的V-SiO2/PDCPD复合材料，使用红外（FTIR）、热重（TG）、动态光散射（DLS）、扫描电子显微镜（SEM）对V-SiO2的表面基团及其含量、形貌和粒径大小进行

5、表征。使用万能试验机（UTM）和动态力学分析仪（DMA）对复合材料力学性能进行测试。结果表明，V-SiO2的添加显著提高了PDCPD复合材料的韧性，当仅仅添加0.2wt%V-SiO2时，拉伸韧性提高了约14倍。一方面归因于在拉伸过程中产生了微孔和微裂纹，吸收了大量能量，另一方面是由于V-SiO2表面的乙烯基和DCPD中的双键产生共价结合降低了材料的交联度。本论文实验第二部分（第四章）采用与第一部分相同的方法合成了苯基功能化的二氧化硅（P-SiO2），制备了P-SiO2/PDCPD复合材料，对比SiO2表面

6、不同基团对PDCPD复合材料力学性能的影响。TG结果显示P-SiO2中苯基含量约占22%。P-SiO2/PDCPD复合材料的力学性能测试结果表明，随着P-SiO2含量的增加，复合材料的拉伸强度和冲击强度不断提高，断裂伸长率略有降低，当添加0.3wt%P-SiO2时，拉伸强度提高了约56%，冲击强度提高了约2倍。这可能使由于刚性的苯基基团含量较多，且与PDCPD树脂之间具有较好的界面结合，在拉伸过程中阻碍了分子链的运动，提高了复合材料的强度。为研究不同填料对PDCPD力学性能的影响，本论文实验第三部分（第五

7、章）使用乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）在羟基官能化的多壁碳纳米管（MWNT-OH）表面接枝乙烯基基团，通过调控合成工艺成功合成乙烯基功能化MWNTI（f-MWNT），提高了MWNT在DCPD中的分散性以及二者之间的相容性。使用FTIR和SEM对f-MWNT进行表征。结果表明，乙烯基被成功接枝到MWNT表面，且在MWNT表面形成一层包覆物。通过原位聚合的方法制备了f-MWNT/PDCPD复合材料，并研究了复合材料的力学性能。力学性能测试结果表明，f-MWNT添加提高了PDCPD材料的拉伸强度和韧性。相比纯的

8、PDCPD材料，复合材料的拉伸强度和韧性达到最大时，分别提高了约48%和94%；当添加0.4wt%f-MWNT时，冲击强度达到最大，提高了约96%。关键字：聚双环戊二烯，二氧化硅，碳纳米管，力学性能IIStudyonPreparationandPropertiesofPolydicyclopentadieneNanocompositesAbstractPolydicyclopentadiene(PDCPD)withexcell