热处理对KH-550/SiO2/PVA纳米复合材料的影响开题报告

1. 研究目的与意义

聚乙烯醇( PVA)是一种用途十分广泛的水溶性高分子聚合物，纳米粒子粒径小，具有良好的表面效应，常与高分子材料形成纳米复合材料等优点，它自身也可作为材料的一部分起改性作用。纳米粒子改性的高分子纳米复合材料综合了无机纳米粒子、高分子材料的优良特性，产生许多多功能新型材料。

聚乙烯醇(PVA)纤维是一种绿色纤维，价格低廉、无毒且可生物降解,环境友好,但存在水溶性、抗酸碱能力不好及耐热和耐水性能较差,使得PVA纤维的应用受到一定限制。研究表明,PVA与无机氧化物进行杂化可有效改善其耐热和耐水等性能^[1]。国内外人员对此展开研究，邓国宏等^[2]以PVA和正硅酸乙酯为原料,通过溶胶-凝胶法,制备出不同SiO2含量的PVA/SiO2共混均质膜,并研究了其耐热性和耐水性。结果表明:与PVA膜相比,PVA/SiO2共混膜具有更高的热稳定性,随SiO2含量的增大,共混膜的分解温度升高,玻璃化温度也略有提高；与PVA膜相比,PVA/SiO2共混膜的耐水性能有显著的提高。

2. 国内外研究现状分析

马海红,史铁钧,宋秋生以正硅酸乙酯和钛酸四丁酯为前驱体,乙烯基三乙氧基硅烷为偶联剂,采用溶胶凝胶原位聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅-二氧化钛(pmma/sio2-tio2)杂化溶胶,陈化后用提拉法制得杂化纤维。研究了溶胶的杂化反应机理;使用红外光谱(ir)、扫描电子显微镜(sem)、紫外-可见光谱(uv-vis)、荧光光谱(fl)和热重分析(tga)分析了杂化纤维的结构与性能。结果表明,pmma与sio2-tio2之间通过化学键连接;纤维直径为150μm,在纤维内部有机无机相间形成均一的连续相;tio2的引入增加了其抗紫外性;杂化纤维具有荧光性能;其耐热性能优于纯pmma。

张谦、夏柯、刘丽、刘又畅、张 翠、刘 璇、徐 缓、陈世金、陈际达通过高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/聚乙烯亚胺(pva/pei)纳米纤维膜，对纤维膜进行功能化使其转化为对重金属离子具有高络合能力的聚乙烯醇/二硫代氨基甲酸盐功化聚乙烯亚胺(pva/dtc)纳米纤维膜。研究了pva/pei纳米纤维膜的交联和功能化以及pva/dtc纤维膜对铅离子的吸附行为。结果表明，高压静电纺丝法可制备出纤维直径分布均匀、形貌良好的纳米纤维膜且交联、功能化后仍能保持蓬松纳米纤维状的网状结构。pva/dtc纳米纤维膜对铅离子吸附速率快，吸附量容量高，且具有良好的再生吸附能力，是一种潜在的重金属离子高效吸附材料。

柳翱、李海东、程凤梅采用溶液插层-流延成膜法,以聚乙烯醇和钠质蒙脱土为原料,制备出不同蒙脱土含量的pva/mmt纳米复合材料薄膜,采用xrd,ftir,sem对纳米复合材料的结构进行了表征,并用tga测试了纳米复合材料的热性能,同时,测试了纳米复合材料的力学性能和耐水性能。xrd测试结果表明,复合材料中的蒙脱土的片层间距显著增大,表明pva分子进入了蒙脱土片层之间。ft-ir分析可以看出,蒙脱土的加入使pva中c-o的伸缩振动峰变弱。sem观察到纳米复合材料断裂时裂纹的微观结构。tga测试表明,纳米复合材料的热分解温度比纯pva有较大提高。该纳米复合材料具有良好的力学性能和耐水性,可作为一种新型的包装材料。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

1.制备pva水溶液。

2.原位溶胶-凝胶法来制备sio2/pva水溶液

4. 研究创新点

1. 采用原位溶胶法直接在pva溶液中生成纳米sio₂，从而合成纳米sio₂/pva复合材料。

2. 用硅烷偶联剂对合成的材料进行改性，并考察热处理对kh-550/sio2/pva影响。