PET_纳米SiO2复合材料的制备I. 纳米SiO2在PET单体EG中的分散性研究

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1、第18卷第4期高分子材料科学与工程Vol.18No.42OO2年7月POLYMERMATERIALSSCIENCEANENGINEERINGJul.2OO2=============================================================PE/纳米SiO2复合材料的制备I.纳米SiO2在PE单体EG中的分散性研究王锐12武荣瑞2张大省2徐僖1(1四川大学高分子研究所四川成都61OO65;2北京服装学院材料工程系北京1OOO29D摘要:以EG为分散介质研究了分散方法分散剂的种类分散剂的浓度及分散时间对纳米Si

2、O在EG2中分散性的影响用TEM对其分散情况进行表征并对其分散机理进行探讨与研究O其结果表明不同的分散方法不同种类的分散剂及不同的分散剂浓度不同的分散时间对SiO在EG中的分散性有不同2的影响O关键词:纳米SiO分散性;分散机理2;EG;中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:1OOO-7555(2OO2DO4-O181-O4由于纳米材料的优异特性近年来广泛地1.2纳米SiO2的分散应用于纳米/高聚物复合材料O纳米SiO具有室温下将一定量的SiO分散剂及EG配22~高度的表面活性和成键倾向其表面硅醇基和成SiO含量为15%的混合液采用球磨~

3、超声2活性硅烷键能形成强弱不等的氢键结合因而波及高速剪切等方法分散一定时间待用O表现出极强的补强性~增稠性~触变性~消光吸1.3表征与测试湿性和防粘~耐酸碱~耐高温以及良好的电气绝分散液中SiO的形态结构采用HI-2缘性等因此可用于橡胶~塑料~纤维等无机/有TACHI-8OO型透射电子显微镜(TEMD观测O机高分子复合材料O然而正是由于纳米SiO2表面存在不饱和残键具有高度的表面活性特2结果与讨论别是表面层有-OH存在众多粒子彼此以氢键2.1分散方法对纳米SiO2分散性的影响机械分散法是分散纳米粒子较普遍的方相连形成支链支链之间又以氢键互相作用形

4、法它包括球磨法~超声波法及高速剪切等方成三维链状结构进而形成二次粒子甚至团聚法其原理认为是利用机械力的作用使得两相体因此在制备纳米PET/SiO复合材料时如2的原子或分子不断碰撞同时使粉末产生塑性何将SiO以纳米尺寸分散于PET中是至关重2形变并伴随产生空位~位错~晶介及成分的浓要的O本实验首先将纳米SiO分散到合成2度梯度经长时间的剪切~振动及球磨等凝聚PET的单体之一EG中并研究各种分散条件粉末的组织细化进一步发生溶质(纳米粉D的对SiO在EG中分散性的影响O2快速输送和再分散为形成新相创造了条件[1]O1实验部分Fig.1(aDFig.1(

5、bDFig.1(cD分别是采用球1.1原料及试剂磨~超声波及高速剪切方法进行充分分散后的纳米SiO2:粒径小于1OOnm浙江明日纳SiO2的TEM照片O由Fig.1可见采用球磨法米材料有限公司提供;EG~分散剂PEG~羟基时SiO的分散效果比其它两种方法好这可能2硅油~A112O~A163O:市售产品O是由于球磨是将振动与高速剪切结合在一起收稿日期:2OO2-O5-2O作者简介:王锐女硕士副教授.182高分子材料科学与工程2002年加之采用高密度特种材质小球,具有很高的动击下,产生连续的塑性变形,粉末粒子的内部结能(E=(1/2)mU2构连续地细

6、化到纳米级尺寸O)O纳米材料在高能小球的撞(a)(b)(c)Fig.1TEMphotographsofsiO2bydifferentdispersionmethods(>100000)2.2分散剂种类对纳米siO2在EG中分散性A1120~A1630~羟基硅油和PEG为分散剂时的影响SiO2在EG中经球磨充分分散的TEM照片O实验中采用四种不同分子结构的分散剂OTab.1是采用不同分散剂时分散液的稳定性OFig.2(a)~Fig.(b)~Fig.(c)~Fig.(d)分别是以(a)(b)(c)(d)Fig.2TEMphotographsofsiO

7、2withdifferentdispersantkinds(>100000)Tab.1ThestabilityofdispersionliguorwithdifferentdispersantsKindsofdispersantPEG~ydroxylsiliconeoilA1630A1120Initialprecipitationtime(d)16182080由Fig.2及Tab.1可见,采用A1120时分羟基O散效果最好,采用A1630时次之,而采用PEGO~OO~~~O~和羟基硅油时分散效果较差;当采用A1120时SiOSiOSiOSiOSi

8、分散液的稳定性最好,采用PEG时最差O这是隔离羟基硅氧基相邻羟基氢键联结由于几种分散剂的结构不同,与SiO及分散介2硅氧基主要存在于脱除