论文部分内容阅读
本实验制备了一种具有优良介电绝缘性能,力学性能,热学性能的聚合物-纳米复合材料。具体做法是首先制备高性能,高接枝率的PP-g-PS接枝共聚物,然后制备分散性良好的纳米二氧化硅改性粒子(PS/Nano-S i02杂化粒子),最后在聚丙烯与纳米粒子进行复合的同时加入PP-g-PS接枝共聚物,制备出聚丙烯/PP-g-PS/纳米二氧化硅复合材料,该复合材料不仅仅能够改善聚丙烯树脂介电的性能,还能改善其力学,热学等性能,真正做到改善聚丙烯树脂的作用。利用FTIR对PP-g-PS接枝物的分子结构进行了表征,结果表明PP-g-PS在1609cm-1和1490cm-1,695cm-1,785cm-1均出现新的谱带,在3000-3100cm-1出现三个比较明显的特征峰,跟纯PP进行相比较就可以很明确地确定该接枝物已经将苯环带入到PP的链段上了。利用FTIR, TGA和TEM对PS/Nano-SiO杂化粒子和商品级纳米二氧化硅粒子进行比较,FTIR表征结果表明,PS/Nano-SiO杂化粒子在704cm-1,1449cm-1,1496cm-1均出现了新的谱带,其中1449cm-1和1496cm-1处为苯环的特征谱带区,而704cm-1为Si-C键的特征弯曲振动区,这都可以证明苯乙烯存在于改性纳米二氧化硅中；TGA结果显示,当温度在90℃到120℃期间,商品级纳米二氧化硅热失重比较明显,失重率可以接近5%,改性纳米二氧化硅微粒在90℃到120℃期间基本没有发生失重的现象,且当温度升至400℃以后,开始呈现一个大阶段的失重变化,特别是发生在400℃-450℃期间,失重率接近70%,这可以说明纳米二氧化硅其表面己经吸附上了聚苯乙烯；TEM结果显示PS/Nano-Si0杂化粒子覆层结构非常明显,呈现核-壳结构,纳米二氧化硅最小粒径可达到50nm,基本上达到了分散剥离的目的。利用哈克密炼机制备复合材料,采用介电松弛谱仪,差示扫描量热仪,材料试验机,高压击穿试验仪和X射线衍射仪对复合材料的介电性能,热学性能,力学性能和结晶性能进行了表征,且分别探讨了PP-g-PS接枝物和PS/Si0杂化粒子对复合材料的影响。表征结果显示当PP/PP-g-PS/PS-SiO2的配比为60/40/4时,在105-106Hz范围内,介电常数可以达到3.1左右,与纯的聚丙烯相比可以提高41%左右；当聚丙烯/聚丙烯-聚苯乙烯/改性纳米二氧化硅的配比为60/40/3时,击穿场强强度与纯的聚丙烯相比可以提高24%左右；对其进行拉伸试验显示,复合材料与纯的聚丙烯相比较拉伸强度可以增加47%左右,对其热学性能进行探讨后发现,与纯的聚丙烯相比,复合材料的熔融温度与结晶温度均有所增加,使用XRD和扫描电镜对其结晶性能进行表征后发现在PP-g-PS含量不变的情况下,添加一定量的PS-SiO2能够促进聚丙烯发生异相结晶,能够改变聚丙烯的晶型,聚丙烯的晶型由α晶型向β晶型过渡。