无机纳米粒子表面接枝包覆pmma的制备研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文无机纳米粒子表面接枝包覆PMMA的制备研究姓名：史建新申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：徐惠20070510硕士学位论文摘要有机一无机纳米复合材料的组装以及相关的纳米技术在制备新型纳米复合材料中越来越受到研究者的关注。这是由于纳米无机物与聚合物基体之间的协同作用，使得聚合物基无机纳米复合材料具有许多新奇的特性，比如优越的力学性能、光学性能、热性能、生物特性以及催化特性。降低纳米粒子的表面能，减弱纳米粒子的表面极性，提高纳米粒子与聚合物的相容性是制备有机．无机纳米复合材料的关键，目前研究较多的是利用表面吸附和接枝聚合对无机纳米粒

2、子表面改性，相对而言接枝聚合有着许多优点，其通过聚合物单体与无机颗粒表面的化学基团发生作用而使聚合物以化学键的形式包覆在粒子表面，不但可以加强聚合物单体与颗粒之间的作用力，而且复合粒子还可以在非水溶性溶液中稳定存在。在众多的无机纳米粒子中，纳米Ti02以其高的化学稳定性、比表面积、表面能、光催化活性、无毒和低成本等性能，成为一种具有良好热稳定性和抗光腐蚀的宽禁带金属氧化物半导体材料，并且还是一种良好的紫外吸收剂。将改性的纳米Ti02加入PMMA，既可以提高它的抗紫外线辐射的性能，同时对它的力学和热学性能也有所改善。纳米Si02与Ti02有着相似的结构特点和物

3、理化学特性，Si02在对聚合物改性研究中也是应用较多的一种无机纳米粒子。研究工作以Ti02、Si02纳米颗粒为原料，采用结构不同的硅烷偶联剂(MPS)对纳米粒子进行改性，通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)与MPS的作用机理不同，在纳米粒子表面上接枝聚甲基丙烯酸甲酯长链，得到PMMA改性的纳米粒子，对复合粒子的形成机理、结构及影响因素进行了详细的研究，研究内容包括以下三个方面：(1)以甲基丙烯酸甲酯的分散聚合作为包覆手段，应用超声技术将纳米Ti02粒子分散在无水乙醇介质中，用硅烷偶联剂KH570[',．(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷】处理纳米Ti02颗粒，成功制

4、各了聚甲基丙烯酸甲酯为壳纳米Ti02为核的有机．无机复合粒子。用透射电子显微镜观察复合粒子的形貌，发现纳米Ti02粒子包覆在聚甲基丙烯酸甲酯微球中。通过红外，TOA等表征手段，发现聚甲基丙烯酸甲酯链是通过偶联剂MPS以化学键的方式与纳米Ti02粒子相连。(2)在纳米Ti02上接枝硅烷偶联剂KH550(y．氨基丙基三乙氧基硅烷)，进而无机纳米粒子表面接枝包覆PMMA的制备研究通过酰胺化反应引入甲基丙烯酸甲酯单体，再发生自由基聚合反应进行包覆，并通过红外等测试手段表征粉体有机包覆层的形貌和化学组成结构，DSC和TGA等测试方法研究了反应条件对复合粒子结构的影响。

5、(3)分别用硅烷偶联剂KH570、KH550对Si02纳米粒子进行改性，制备了Si02．PMMA复合材料，对反应机理、复合粒子的结构进行了相应的研究和表征。关键词：甲基丙烯酸甲酯；硅烷偶联剂；接枝：纳米复合材料II硕士学位论文AbstractAssemblyofinorganic—organicnanocompositeandassociatednanotechnologyhavetakengreatadvantageofthesynthesisofrevolutionarynanocompositesandthereforearousedincreasin

6、gattentionamongresearchers．Thenovelmaterialscanhaveunexpectedpropertiessuchasmechanical，electrical，optical，magneticandcatalyticpropertiesduetothesynergismofthepolymermatrixandthenanoinorganics．Recentprogressinnewpolymersynthesistechniquesmakesitpossibletocombinewell—definedpolymerh

7、ybridnanocompositeswithnovelpropertiesandcontrolledarchitectures．Loweringtheinterfacialenergyofnanoparticles，weakeninginterfacialpolarityofnanoparticlesandimprovingcompatibilitybetweennanoparticlesandpolymer,becomethemostimportanttechnologicalproblemsforcompositematerials．Oneofthem

8、ainmethodsisperformedthrou