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聚甲基丙烯酸酯类-TiO2制备表征及改性研究

2020-12-08阅读(832)

聚甲基丙烯酸酯类-TiO2制备表征及改性研究

论文摘要

杂化材料的制备及其性能研究是纳米材料研究的重要组成部分之一,有机无机杂化材料的组装以及相关的纳米技术在制备新型纳米杂化材料中越来越受到研究者的关注。由于无机—有机杂化材料综合了无机、有机和纳米材料的优良特性,还赋予新的良好的光、电、磁、机械等性能。溶胶-凝胶法是制备无机—有机杂化材料的常用方法。溶胶-凝胶法具有反应温度低、设备简单、工艺可控、过程重复性好等优点。本论文采用溶胶—凝胶（sol-gel）技术进行聚甲基丙烯酸酯类—TiO2纳米杂化材料的制备。以二乙醇胺作为催化剂,将钛酸正丁酯（TBOT）水解制备二氧化钛（TiO2）溶胶；随后将所制备溶胶与甲基丙烯酸甲酯（MMA）（甲基丙烯酸丁酯（BMA））、丙烯酰胺（AAM）、硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷（ETES）相混合,以偶氮二异丁腈（ABIN）作为引发剂,经过聚合、缩合和溶胶-凝胶过程,制备了均匀透明的PMMA-AAM/SiO2/TiO2和PBMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料。同时,对反应过程中水的加入量、偶联剂的选择及加入量、水解温度和滴加速率等反应因素对产物性状的影响进行了研究和讨论。实验结果表明,当钛酸正丁酯：总乙醇：水：二乙醇胺的物质的量比=1：18.5：2：1,nMMA（nBMA）:nAAM: nETES:nTBOT:nH2O=1:1:1:1:2,预水解时间为12h及反应时间为12h时,可制得理想的聚甲基丙烯酸酯类—TiO2纳米杂化材料。我们将所制备的PMMA-AAM/SiO2/TiO2和PBMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料用红外光谱（IR）、扫描电镜（SEM）及热重分析（TG）等手段对其结构和性能进行了分析及表征。结果表明：SiO2和TiO2在杂化材料中形成Ti-O-Si网络结构,TiO2在杂化材料中均匀分布且杂化材料的热分解温度比纯共聚物提高50℃,我们已成功地合成了PMMA-AAM/SiO2/TiO2和PBMA-AAM/SiO2/TiO2杂化材料,拓宽了杂化材料的应用领域。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 纳米杂化材料制备方法
  • 1.1.1 溶胶—凝胶过程
  • 1.1.2 无机纳米粒子直接分散法
  • 1.1.3 共混方法
  • 1.2 有机—无机杂化材料的性能
  • 1.3 有机-无机杂化材料的表征
  • 1.4 无机—有机杂化材料的应用
  • 1.5 本学位论文的研究内容、目的和意义
  • 2/TiO2纳米杂化材料的制备'>第二章 PMMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料的制备
  • 2/TiO2纳米杂化材料制备原理'>2.1 PMMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料制备原理
  • 2.2 实验试剂和仪器
  • 2.2.1 实验药品
  • 2.2.2 主要仪器和设备
  • 2.2.3 实验装置
  • 2/TiO2杂化材料'>2.3 有偶联剂制备PMMA-AAM/SiO2/TiO2杂化材料
  • 2溶胶的制备'>2.3.1 TiO2溶胶的制备
  • 2/TiO2杂化材料'>2.3.2 有偶联剂制备PMMA-AAM/SiO2/TiO2杂化材料
  • 2.5 材料表征
  • 2/TiO2纳米杂化材料最佳工艺条件优化'>2.6 PMMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料最佳工艺条件优化
  • 2.6.1 利用加入二乙醇胺对钛酸正丁酯水解进行控制
  • 2.6.2 醇水混合液的滴加速率对凝胶的影响
  • 2.6.3 改变乙醇溶剂量对胶凝时间的影响
  • 2.6.4 水的用量对体系的影响讨论
  • 2.6.5 偶联剂加入量对体系凝胶时间的影响
  • 2.6.6 不同水解温度对胶凝时间的影响
  • 小结
  • 2/TiO2杂化材料的性能表征'>第三章 PMMA-AAM/SiO2/TiO2杂化材料的性能表征
  • 3.1 红外光谱研究
  • 3.2 SEM电镜分析
  • 2/TiO2杂化材料的热性能研究'>3.3 PMMA-AAM/SiO2/TiO2杂化材料的热性能研究
  • 3.3.1 PMMA-AAM共聚物的热重分析
  • 2/TiO2热重分析的最佳条件'>3.3.2 PMMA-AAM/SiO2/TiO2热重分析的最佳条件
  • 小结
  • 2/TiO2纳米杂化材料的制备及表征'>第四章 PBMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料的制备及表征
  • 2/TiO2纳米杂化材料的制备'>4.1 PBMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料的制备
  • 2/TiO2纳米杂化材料的表征'>4.2 PBMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料的表征
  • 2/TiO2纳米杂化材料的IR分析'>4.2.1 PBMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料的IR分析
  • 2/TiO2纳米杂化材料的扫描电镜分析'>4.2.2 PBMA-AAM/SiO2/TiO2纳米杂化材料的扫描电镜分析
  • 4.2.3 PBMA-AAM共聚物的热重分析
  • 2/TiO2热重分析'>4.2.4 PBMA-AAM/SiO2/TiO2热重分析
  • 4.2.5 偶联剂加入量对其进行热稳定性的研究
  • 4.2.6 改变钛酸正丁酯加入量对其进行热稳定性的研究
  • 小结
  • 第五章 结论与展望
  • 结论
  • 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介与硕士期间发表的论文

    • 相关论文文献

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