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光固化有机/无机防潮材料的制备

作　者: 吴雅
导　师: 聂俊
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 有机/无机杂化 光固化 聚合物基纳米复合材料 季铵盐 蒙脱土 透湿量
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


聚合物基纳米复合材料是指以聚合物为基体、以各种纳米尺度的粒子为分散相的复合材料,这类复合材料综合了有机聚合物和无机材料的优良特性,明显提高高分子材料的力学性能、热稳定性,并能赋予高分子材料一些特殊性能,如高阻隔性、高导电性、高阻燃性、优良的光学性能等,是制备新型高性能材料的最经济实效的一种方法。本论文制备光固化的有机／无机杂化防潮材料主要综合利用了光聚合技术和纳米复合技术的优点。设计合成一种具有光聚合活性的长碳链季铵盐,先通过阳离子交换插层进入蒙脱土的片层间,再经过紫外光聚合,蒙脱土片层间的活性基团也能参与光聚合反应,从而将蒙脱土片层间距扩大,形成剥离状态,均匀分散在聚合物基体中。而蒙脱土的片层对透过聚合物基体的气体分子、水气等起到了好的阻隔作用,从而得到聚合物／杂化土纳米复合防潮材料。XRD结果表明合成的一种具有光聚合活性的长碳链季铵盐,插层到到蒙脱土MMT-2的片层间,使得蒙脱土片层间距明显扩大,由原来的1.515nm增加到4.152nm。红外扫描证明制备的有机杂化土带有可光聚合的活性丙烯酸酯双键,能参与光固化体系的光聚合反应。TGA结果表明改性后的杂化土中有机成分含量占到60%左右,已经具有明显的有机相容性。对固化膜的透湿量测试表明,剥离的蒙脱土片层对水蒸气有明显的阻隔作用,杂化膜的透湿量明显低于纯的聚合物膜。实验表明当杂化土的添加量为3%左右时,固化膜的透湿量是最低的,阻湿效果最佳。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-15
第一章 绪论  15-28
  1.1 聚合物/粘土纳米复合材料  15-21
    1.1.1 蒙脱土及其有机化改性  15-17
    1.1.2 聚合物/粘土复合材料的制备  17-19
    1.1.3 聚合物/粘土复合材料的结构和性能  19-20
    1.1.4 聚合物/粘土复合材料的发展与应用  20-21
  1.2 光聚合技术  21-25
    1.2.1 光聚合反应体系的组成  22-25
    1.2.2 光固化技术的应用  25
  1.3 光固化技术制备聚合物/粘土纳米复合材料  25-26
  1.4 课题的提出,方案及意义  26-28
第二章 可光聚合的杂化蒙脱土的制备  28-38
  2.1 引言  28-29
  2.2 实验部分  29-32
    2.2.1 实验原料  29
    2.2.2 实验仪器  29-30
    2.2.3 实验条件的确定  30
    2.2.4 可光聚合季铵盐的合成  30-31
    2.2.5 可光聚合有机/无机杂化蒙脱土的制备  31-32
  2.3 测试  32
    2.3.1 X射线衍射(XRD)  32
    2.3.2 红外光谱分析(FTIR)  32
    2.3.3 热失重分析(TGA)  32
  2.4 结果与讨论  32-37
    2.4.1 X射线衍射(XRD)  32-34
    2.4.2 红外光谱分析(FTIR)  34-36
    2.4.3 热失重分析(TGA)  36-37
  2.5 小结  37-38
第三章 聚氨酯丙烯酸酯体系/杂化蒙脱土纳米复合材料的制备及透湿性能的研究  38-50
  3.1 引言  38
  3.2 实验部分  38-40
    3.2.1 实验原料  38-39
    3.2.2 实验仪器  39
    3.2.3 光固化配方  39-40
    3.2.4 光固化膜的制备  40
  3.3 测试  40-43
    3.3.1 红外检测  40-41
    3.3.2 X射线衍射(XRD)  41-42
    3.3.3 透湿量的测定(WVT)  42-43
    3.3.4 动态力学分析(DMA)  43
  3.4 结果与讨论  43-49
    3.4.1 配方的光固化性能  43-44
    3.4.2 固化膜的透湿性  44-45
    3.4.3 固化膜的物理性能  45-48
    3.4.4 引发剂体系对光固化膜性能的影响  48-49
  3.5 小结  49-50
第四章 聚丁二烯丙烯酸酯体系/杂化蒙脱土纳米复合材料的制备及透湿性能的研究  50-61
  4.1 引言  50
  4.2 实验部分  50-52
    4.2.1 实验原料  50-51
    4.2.2 实验仪器  51
    4.2.3 光固化配方  51-52
    4.2.4 光固化膜的制备  52
  4.3 测试  52-53
    4.3.1 红外检测  52
    4.3.2 X射线衍射(XRD)  52
    4.3.3 透湿量的测定(WVT)  52-53
    4.3.4 动态力学分析(DMA)  53
    4.3.5 透射电镜(TEM)  53
  4.4 结果与讨论  53-59
    4.4.1 PBA系列配方的光固化性能  53-55
    4.4.2 固化膜的透湿性  55-56
    4.4.3 固化膜的物理性能  56-57
    4.4.4 透射电镜(TEM)分析  57-58
    4.4.5 引发剂体系对光固化膜性能的影响  58-59
  4.5 小结  59-61
第五章 结论  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
研究成果及发表的学术论文  67-68
作者简介  68-69
导师简介  69-70
北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  70-71

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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