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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