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随着科技的发展及环保意识的不断提高,功能型塑料材料日益受到重视,纳米粒子的诞生则为塑料的改性提供了新途径,为功能塑料的研究增添了新的内容。由于分散相纳米无机粒子的纳米效应,其很容易与聚合物中的某些官能团发生物理或化学作用,将无机物的刚性,尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性,加工性及介电性揉合在一起,有可能提高复合材料的力学、热学、电学以及抗菌等性能,使得纳米塑料具有工程塑料所不具备的许多性能,表现出广阔的应用前景和商业价值。纳米氧化锌粉体是一种新型多功能精细无机材料,由于颗粒尺寸的细微化,使得纳米氧化锌粉体产生了本体材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,而展现出许多特殊的性质:如无毒、非迁移性、荧光性、压电性,紫外屏蔽、抗菌等,这为各种功能塑料的设计提供了丰富的想象空间,因此,数年来针对纳米氧化锌在塑料中的应用涌现出大量研究成果,并且许多已进入实际商业应用。然而,由于纳米氧化锌本身的导电性能较低,利用纳米氧化锌对塑料进行抗静电改性目前研究仍然较少。本文采用化学共沉淀法制备了纳米导电氧化锌粉体,利用化学修饰法对制备的纳米导电氧化锌粉体进行表面改性,增加了其在有机物中相溶性,并采用熔融共混工艺将经修饰的导电氧化锌粉体分散到LLDPE树脂中,制备了纳米导电氧化锌/LLDPE复合材料。主要研究工作如下:1.纳米导电氧化锌粉体的制备研究以Al2(SO4)3·18H2O、ZnSO4·7H2O为原料,以无水碳酸钠溶液作沉淀剂,采用化学共沉淀法合成了铝掺杂碱式碳酸锌前驱体,前驱体经不同气氛煅烧制备了纳米导电氧化锌粉体。系统考察了反应过程中pH值、Al掺杂量及煅烧条件等制备参数对纳米导电氧化锌微观结构形貌和导电性能的影响,确立了共沉淀法制备纳米导电氧化锌粉体的合理工艺参数。研究结果表明,当反应pH值在7.5~8.0之间,Al掺杂量为2.0mol%,在氢气还原性气氛下,973K煅烧2h,获得了粒径分布均匀、颗粒尺寸在30nm左右、粉体电阻率在20~50Ω·cm的纳米导电氧化锌粉体。2.采用化学修饰法对纳米导电氧化锌粉体进行改性,并将改性后纳米导电氧化锌粉体均匀分散到LLDPE树脂中,制备了抗静电聚合物复合材料。分别采用钛酸脂偶联剂、硅烷偶联剂和硼酸脂偶联剂对纳米导电氧化锌粉体进行表面修饰。结果表明:改性后的导电粉体电阻率有一定程度的升高,但其亲油性明显增强,其中KH—570修饰后粉体的亲油性最好,LP—101修饰后粉体的亲油性较差。在制备抗静电复合材料过程中,系统考察了不同偶联剂修饰粉体含量对复合材料体积电阻率和力学性能的影响,并通过透射电镜、偏光显微镜和红外光谱对现象进行分析。结果表明:复合材料的体积电阻率不是随导电氧化锌粉体填充量增加成比例地降低,而是填充量较低时变化较慢,当填充量达到一定值后,电阻率急剧下降,随后变化又趋于平缓;复合材料的力学性能随填充量的增加开始有所提高,当填充量达到一定值后,力学性能开始下降,随着填充量进一步增加,力学性能衰减严重。