油酸改性二氧化硅及其在塑料改性中的应用开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:2505字

1. 研究目的与意义

纳米二氧化硅是一种白色无定形粉末,无毒、无味、无污染的环境友好型材料。

它的结构特殊、表面含有大量的活性硅羟基、比表面积很大,因此表现出一些奇特的物理化学特性,如特殊的光电特性、高磁阻现象和非线性电阻现象等。

此外,纳米二氧化硅粒子具有表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,及在高温下仍具有很高的强度、韧性和很好的稳定性,因而被广泛应用于涂料、橡胶、药物载体等领域。

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2. 国内外研究现状分析

1.1在涂料中的应用丙烯酸酯广泛应用于建筑内外墙涂料,在涂料中加入一些无机纳米粒子可以改善涂料的很多性能.AhmadDashtizadeh等[1]首先用表面活性剂处理纳米二氧化硅粒子,然后将甲基丙烯酸甲酯单体和丙烯酸丁酯单体在改性纳米二氧化硅表面共聚得到纳米复合物丙烯酸涂料.动态光散射(DLS)和TEM表明,纳米二氧化硅均匀分布在聚合物基体中.当二氧化硅含量增加时,样品的耐溶剂性增加.UV固化涂料具有有机物挥发物量少、化学稳定性高和常温易固化等优点,因此人们对其研究颇多.XIA0Xinyan等[2]用紫外辐射得到UV固化水性环氧丙烯酸酯/纳米SiO2。

杂化材料.结果表明,改性纳米二氧化硅溶胶的加入提高了水性环氧丙烯酸酯的热稳定性和阻燃性.传统溶剂型聚氨酯容易造成环境污染,水性聚氨酯具有很多优点如环境友好性和易于加工性等,从而被广泛应用于涂料中.但水性聚氨酯在性能上也存在一些缺点,如乳液自增稠性差、力学强度比较低等,将其用于涂料时会出现粘接强度小、机械性能差和耐腐蚀性不佳等问题,若向其中加入一些特殊性能的纳米粒子可以改善水性聚氨酯的性能[3].HamedDastmalchian等[4]分别将两种不同类型的纳米二氧化硅(亲水性Aerosil200和疏水性AerosilR805)添加到丙烯酸多元醇水性聚氨酯纳米涂料中,并对涂料的拉伸流变性能、形态和电化学行为进行分析.形态分析表明,疏水性的纳米二氧化硅和聚氨酯基体有更好的相容性;电化学阻抗分析(EIS)表明,添加疏水性纳米二氧化硅的复合材料能.1.2在橡胶中的应用纳米二氧化硅是橡胶工业中常用的增强填料.ZHENGPeng等[5]运用自组装技术制备了天然橡胶(NR)/SiO2复合物.结果表明,当添加纳米二氧化硅质量分数为2.5%~4%时,复合材料的拉伸强度、拉伸模量和抗张强度均有所提高.LIYan等[6]首先将改性剂双(γ-三乙氧基硅丙基-)四硫烷(TESPT)在常温下水解,然后将水解产物和纳米二氧化硅在不同温度下混合制备改性纳米二氧化硅,再将不同温度下改性的纳米二氧化硅填充到丁苯橡胶中,研究其对改善橡胶性能的影响.研究表明:在5O℃下,改性后的纳米二氧化硅在橡胶中的分散很好复合物的稳定性和机械性能也达到最佳.1.3在胶黏剂中的应用将纳米二氧化硅进行改性后应用于胶黏剂中,可以提高胶黏剂的剥离强度、剪切强度以及冲击强度等多方面的性能[7]PANGBeili等[8]先用3-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷对纳米二氧化硅进行改性,再以偶氮二异丁腈为引发剂,将2-丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸以溶液聚合法合成丙烯酸共聚物,然后用甲基丙烯酸缩水甘油醚将共聚物改性,引入乙烯基以便于UV固化,以此共聚物为树脂基体与改性纳米二氧化硅复合制备了压敏胶(PSAs).随着改性二氧化硅添加量的增加,压敏胶的热稳定性如降解温度和残余质量都得到提高.1.4在其他方面的应用除上述应用外,纳米二氧化硅还在其它方面得到应用,如电子材料、包装材料等方面[9].A.Zalewskaa[10]等将粒径约100nm的二氧化硅分别用3-(三甲氧基硅基)甲基丙烯酸丙酯和乙烯基三甲氧基硅烷改性.然后将改性后二氧化硅作为填料填充到聚偏二氟乙烯/六氟丙烯(PVDF/HFP)共聚物中,通过Bellcore两步法制备出可应用于锂离子电池的溶胶电解质.

3. 研究的基本内容与计划

一.基础配比30g树脂;催化剂和促进剂为树脂的2%;填料(二氧化硅)为树脂质量的5%~25%;表面处理剂(油酸)为填料质量的1%~3%。

二.制备方法1.称取二氧化硅1.5g,加入对应质量的表面改性剂,放入高速搅拌器搅拌(每次10秒,开启3次)得到油酸改性二氧化硅填料。

2.称取30g树脂,先加入促进剂及填料,搅拌均匀(至少5分钟),再加入0.6g固化剂,再搅拌均匀。

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4. 研究创新点

通常人们将纳米二氧化硅应用于涂料、橡胶、塑料等材料时可以提高材料的力学、热学、电学和加工等性能,实现有机材料和无机纳米粒子的结合。

为了进一步提高二氧化硅在塑料改性中的应用,本实验中先使用油酸作为表面改性剂,对二氧化硅进行处理,再讲处理过得二氧化硅混入不饱和树脂中,制成一种新型的改性塑料,对其进行测试,从数据中的到油酸改性二氧化硅在塑料改性中的应用效果。

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