尼龙6/纳米ZnO、尼龙6/碱式碳酸锌纳米纤维复合材料制备的研究

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本文利用配位均匀沉淀法制备出了碱式碳酸锌纳米纤维和纳米氧化锌粉体;根据偶联剂改性无机粒子的作用机理,提出了一个硅烷偶联剂接枝在氧化锌表面的结构模型,并用Gaussian03对两种硅烷偶联剂接枝在纳米氧化锌表面的模型进行了理论计算,结果表明,KH550和KH560都能与纳米氧化锌表面结合而达到改性的目的,KH560的效果更佳。计算与实验结果相吻合。采用原位聚合方法制备了尼龙6/纳米ZnO复合材料和尼龙6/纳米纤维复合材料。采用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射、扫描电镜、差示扫描热分析、热失重分析等手段对复合材料的结构、力学性能、抗老化和吸水率等进行了研究。对尼龙6/纳米ZnO复合材料的研究表明:ZnO在原位聚合得到的复合材料中有较好的分散性,且ZnO的加入不会改变尼龙6的晶型;添加了纳米ZnO后的复合尼龙材料,能增强尼龙6的抗紫外线能力,其力学性能有一定改善;同时还发现复合尼龙材料的吸水率随着氧化锌含量的增加而呈下降趋势。对尼龙6/纳米纤维复合材料的研究表明:复合材料只呈现出单一的α晶型;TGA分析发现复合材料的热分解高于纯尼龙6,说明纳米纤维的加入提高了尼龙6的热稳定性;UV分析表明复合材料在紫外区有明显吸收;与纯尼龙6相比,添加了纳米纤维的尼龙其拉伸强度、弹性模量等呈先上升后下降趋势,且在含量为3%时达到最大;同时还发现复合材料的吸水率随着纳米纤维含量的增加单调降低。
摘要第5-6页
Abstract第6页
第一章 引言第10-23页
    1.1 纳米材料和纳米科技简介第10-12页
        1.1.1 纳米材料的定义及分类第10-11页
        1.1.2 纳米材料的特性第11-12页
    1.2 纳米微粒的表面处理第12-14页
        1.2.1 沉积法反应改性第13页
        1.2.2 外膜法改性第13-14页
        1.2.3 表面化学法改性第14页
        1.2.4 高能量法改性第14页
        1.2.5 聚合物改性法第14页
    1.3 聚合物/纳米复合材料制备第14-19页
        1.3.1 插层法第15-16页
        1.3.2 溶胶-凝胶法第16-18页
        1.3.3 共混法第18页
        1.3.4 原位聚合法第18-19页
        1.3.5 有机/无机纳米复合膜法第19页
        1.3.6 分子组装法第19页
    1.4 聚合物/纳米复合材料性能与应用第19-21页
    1.5 本课题的目的及意义第21-23页
第二章 实验药品和实验仪器第23-26页
    2.1 实验药品第23页
    2.2 实验仪器第23-24页
    2.3 分析测试方法第24-26页
        2.3.1 复合材料的扫描电镜分析第24页
        2.3.2 复合材料的力学性能测定第24页
        2.3.3 复合材料的结晶性能测定第24页
        2.3.4 复合材料的吸水性能测定第24页
        2.3.5 复合材料的红外光谱测试第24页
        2.3.6 复合材料的紫外光谱测试第24-25页
        2.3.7 复合材料的molau 实验第25-26页
第三章 纳米氧化锌、碱式碳酸锌纳米纤维的制备及表面改性研究第26-37页
    3.1 实验部分第27页
        3.1.1 碱式碳酸锌纳米纤维的制备第27页
        3.1.2 纳米氧化锌的制备第27页
        3.1.3 纳米氧化锌的改性第27页
        3.1.4 改性效果评价与表征第27页
    3.2 结果与讨论第27-37页
        3.2.1 碱式碳酸锌纳米纤维的分析表征第27-29页
        3.2.2 纳米氧化锌的分析表征第29-31页
        3.2.3 纳米氧化锌接枝改性的分析与讨论第31-37页
第四章 尼龙6/ZnO 纳米复合材料的制备第37-49页
    4.1 尼龙6 的反应机理第37-38页
    4.2 实验部分第38页
    4.3 结果与讨论第38-49页
        4.3.1 尼龙6/ZnO 纳米复合材料的XRD 表征第38-39页
        4.3.2 尼龙6/ZnO 纳米复合材料的FT-IR 表征第39-40页
        4.3.3 尼龙6/ZnO 纳米复合材料的UV 表征第40页
        4.3.4 尼龙6/ZnO纳米复合材料的Molau实验第40-41页
        4.3.5 尼龙6/ZnO 纳米复合材料的热行为研究第41-44页
        4.3.6 尼龙6/ZnO 纳米复合材料的力学性能测试第44-46页
        4.3.7 尼龙6/ZnO 纳米复合材料的SEM 图第46-47页
        4.3.8 尼龙6/ZnO 纳米复合材料吸水率的测定第47-49页
第五章 尼龙6/碱式碳酸锌纳米纤维复合材料的制备第49-58页
    5.1 实验部分第49页
    5.2 结果与讨论第49-58页
        5.2.1 尼龙6/纳米纤维复合材料的XRD表征第49-50页
        5.2.2 尼龙6/纳米纤维复合材料的FT-IR 表征第50页
        5.2.3 尼龙6/纳米纤维复合材料的UV 表征第50-51页
        5.2.4 尼龙6/纳米纤维复合材料的Molau 实验第51页
        5.2.5 尼龙6/纳米纤维复合材料的热行为研究第51-55页
        5.2.6 尼龙6/纳米纤维复合材料的力学性能测试第55-56页
        5.2.7 尼龙6/纳米纤维复合材料的SEM图第56-57页
        5.2.8 尼龙6/纳米纤维复合材料吸水率的测定第57-58页
结论第58-59页
参考文献第59-65页
致谢第65-66页
攻读硕士学位期间已经公开发表的论文第66页
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