抗静电PVC材料的研究

论文摘要

采用碳还原法制备了四角状氧化锌晶须（T-ZnOw），采用溶胶凝胶法制备了铝掺杂氧化锌（AZO）纳米粉体，并采用水热法、共沉淀法各自制备了锑掺杂二氧化锡（ATO）纳米粉体。运用X-射线衍射（XRD）、紫外-可见（UV-vis）、拉曼（Raman）光谱和能谱分析（EDS）对产物进行了表征。通过透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）观察了其形貌。系统研究了制备方法、掺杂元素含量、反应温度、热处理温度、热处理时间对ATO粉体体积电阻率的影响。采用溶液浇注法制得上述粉体与PVC的复合材料，并用高阻仪测得表面电阻率。结果显示，ATO纳米粉体对PVC抗静电的效果最好，T-ZnOw次之；共沉淀法制备的ATO纳米粉体对PVC抗静电的效果优于水热法制备的产物；经适当偶联剂改性后，粉体对PVC抗静电的效果得到提高。研究还发现，掺杂元素的量、反应温度、复合材料中导电粉体的含量对PVC抗静电性能都有影响。用聚苯胺分别对氧化锌和锑掺杂二氧化锡纳米粉体进行包覆，通过XRD、热重（TG）、红外（FT-IR）、TEM和SEM对其进行表征。锑掺杂二氧化锡／聚苯胺纳米粒子可通过掺杂盐酸，大大提高其导电性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 抗静电材料
• 1.1.1 结构型
• 1.1.2 抗静电剂型
• 1.1.3 金属系
• 1.1.4 碳黑系
• 1.1.5 纳米金属氧化物系
• 1.2 纳米氧化物抗静电材料简介
• 1.2.1 纳米粒子的结构
• 1.2.2 纳米粒子的制备方法
• 1.2.3 纳米粒子的改性
• 1.2.4 纳米粒子与高分子复合材料
• 1.2.5 纳米粒子在薄膜中的导电机理
• 2 氧化锌晶须/PVC复合材料的制备及表征
• 2.1 氧化锌晶须的制备
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 氧化锌晶须的制备
• 2.2 氧化锌晶须的表征
• 2.2.1 氧化锌晶须的X射线衍射（XRD）表征
• 2.2.2 氧化锌晶须的扫描电子显微镜（SEM）及能谱（EDS）表征
• 2.3 讨论
• 2.3.1 陈化的作用
• 2.3.2 加热时间的影响
• 2.3.3 样品加入量与马弗炉炉腔内空气的关系
• 2.4 氧化锌晶须的表面改性
• 2.5 氧化锌晶须/PVC复合材料的制备与表征
• 2.5.1 氧化锌晶须与PVC复合材料的制备
• 2.5.2 ZnOw用量对抗静电性能的影响
• 2.5.3 T-ZnOw的表面处理对抗静电性能的影响
• 2.6 本章小结
• 3 铝掺杂氧化锌/PVC复合材料的制备及表征
• 3.1 铝掺杂氧化锌（AZO）的制备与表征
• 3.1.1 纳米AZO粉体的制备
• 3.1.2 纳米AZO粉体的表征
• 3.2 AZO/PVC复合材料的抗静电性能
• 3.3 本章小结
• 4 锑掺杂二氧化锡/PVC复合材料的制备及表征
• 4.1 锑掺杂二氧化锡（ATO）的简介
• 4.1.1 ATO的导电机理
• 4.1.2 纳米ATO粉体的制备方法
• 4.2 水热法制备纳米ATO粉体及其表征
• 4.2.1 水热法制备纳米ATO粉体
• 4.2.2 水热法制备的纳米ATO粉体表征
• 4.3 ATO/PVC复合材料的抗静电性能
• 4.3.1 纳米ATO粉体加入量对复合材料的电阻率的影响
• 4.3.2 锑掺杂量对复合材料的电阻率的影响
• 4.3.3 水热温度对复合材料的电阻率的影响
• 4.3.4 表面处理对抗静电性能的影响
• 4.4 共沉淀法制备ATO纳米粉体的合成及表征
• 4.4.1 共沉淀法制备AYO纳米粉体的合成
• 4.4.2 共沉淀法制备ATO纳米粉体的表征
• 4.4.3 配位试剂对的ATO纳米粉体的影响
• 4.5 ATO/PVC复合材料的抗静电性能
• 4.6 本章小结
• 5 聚苯胺包覆纳米粒子
• 5.1 聚苯胺包覆ZnO纳米粒子
• 5.1.1 聚苯胺包覆ZnO纳米粒子的制备
• 5.1.2 聚苯胺包覆ZnO纳米粒子的表征
• 5.2 聚苯胺包覆ATO纳米粒子
• 5.2.1 聚苯胺包覆ATO纳米粒子的制备
• 5.2.2 聚苯胺包覆ATO纳米粒子的表征
• 5.2.3 反应机理
• 5.3 本章小结
• 全文结论
• 致谢
• 参考文献