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聚碳酸酯PC的物理机械性能优良,耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;蠕变性小,尺寸稳定;具有良好的耐热性和耐低温性。用这样材料制作透镜及其它光学器件,耐高温,不容易变形。但是PC易应力开裂,耐候性、耐磨性较差。为了利用PC的优异性能,使其可适用于光学级透明材料,并具有广泛的应用范围,本实验采用溶胶-凝胶法,以聚碳酸酯(PC)/聚苯乙烯(PS)为基体,与经过表面包覆改性的纳米TiO2/SiO2粉体复合,采用注射法成型样条检测其性能。本实验将同样透明的聚苯乙烯PS融入到PC中,以增强PC的韧性。同时添加经过SiO2包覆改性的TiO2,提高PC的耐磨性与耐光性,得到一种新型的聚碳酸酯类产品,即聚碳酸酯塑性材料。与现有的透明材料相比,聚碳酸酯塑性材料的创新性在于是它一种塑料合金,而不是单纯的塑料,并且综合了PC与PS两种塑料的优点,弥补了对方的不足。其综合性能尤其是耐热性能方面都比以往的材料要好,而且成型工艺更为便捷实用。采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、热重法(TG)、高分辨透射电镜(HRTEM)等进行了表征分析。结果表明:(1)改性后的TiO2出现了新的Ti-O-Si键,说明SiO2是以化学键合的方式结合于TiO2表面。(2)包覆后的TiO2的分散性有所改善,粒子直径明显变大;由Na2SiO3包覆后的TiO2的粒子直径约为30-60nm,SiO2原子簇的厚度约为10nm;由正硅酸乙酯(TEOS)包覆后的TiO2粒子直径约为20-40nm,SiO2原子簇的厚度约为5-20nm。(3)包覆后的TiO2的光催化活性有所提高。经过TEOS与Na2SiO3改性后的TiO2的吸光度由原来的1.10分别降低到0.61和0.40,Na2SiO3包覆的TiO2的光催化活性比TEOS高。(4)将改性后的TiO2用于PC/PS基体中,起到了交联的作用,使基体热分解产生的小分子难以扩散和挥发,当纳米TiO2/SiO2复合粒子的含量为1%时,PC/PS复合材料的热分解温度最高,达到了530℃。(5)添加量为1%的TiO2/SiO2纳米复合粒子在PC/PS纳米复合材料中形成粒径为20-60nm的颗粒,并均匀分散在PC与PS连续相中,没有明显的团聚。(6)当纳米TiO2/SiO2复合粒子的添加量为0.5%时,PC/PS复合材料光透过率为64%。