论文题目: 聚合物/无机物纳米复合材料的制备和性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 高分子化学与物理
作者: 王海涛
导师: 杜强国
关键词: 聚合物,无机物,纳米复合材料,溶胶凝胶法,非水溶胶凝胶法
文献来源: 复旦大学
发表年度: 2005
论文摘要: 聚合物/无机物纳米复合材料由于其独特的性能已经引起人们广泛的研究兴趣,而且也必将成为将来材料研究领域的热点之一。它部分克服了单一材料和传统复合材料性能上的缺陷,使材料既具有无机材料的优点(如刚性、高热稳定性和特殊的光电磁性能等)又具有聚合物材料的优点(如弹性、介电性、延展性和可加工性等),而且由于无机粒子在聚合物基体中是以纳米粒子的形式均匀分布的,所以这种纳米复合材料往往还具有在电学、光学、光电和非线性光学等领域的一些特殊应用。溶胶—凝胶法已经成为一种在温和条件下合成聚合物/无机物纳米复合材料极为有效的方法。而非水溶胶—凝胶法在制备纳米复合材料方面也被证实具有很大的潜力,至少可以作为常规溶胶—凝胶法的有效补充,特别在制备多元无机材料以及在某些对水和酸敏感的特殊条件下,非水溶胶—凝胶法更体现出其优势。 本文以水玻璃为前驱体制备二氧化硅纳米溶胶,并且采用溶胶—凝胶法和非水溶胶—凝胶法的结合来制备二氧化硅/过渡金属氧化物纳米无机材料,由于此二元无机材料具有核—壳结构,因此二氧化钛材料的高光催化活性和高团聚倾向均有极大的降低,这对于制备聚合物/二氧化钛纳米复合材料十分重要。相对于纯聚合物材料而言,纳米复合材料除了保持其透明性外还表现出较好的热稳定性和独特的光学性能。 本论文选用多种聚合物和无机物材料来制备聚合物/无机物纳米复合材料,主要开展了以下几个方面的研究工作: (1) 以水玻璃为二氧化硅前驱体,制备聚酰亚胺/二氧化硅纳米复合材料,并详细研究了复合材料的结构、热性能、机械性能、透明性和热膨胀系数等。TGA分析表明纳米复合材料具有比纯聚合物材料更高的热稳定性。加入二氧化硅纳米粒子后,聚酰亚胺的热膨胀系数有很大的下降,特别对复合材料进行适当的结构控制后,其热膨胀系数可以进一步降低,这大大拓展了聚酰亚胺复合材料在微电子领域的应用。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 溶胶—凝胶法制备聚合物／无机物纳米复合材料
1．1．1 溶胶—凝胶法的发展历程
1．1．2 溶胶—凝胶化学
1．1．3 溶胶—凝胶法制备聚合物／无机物复合材料的典型例子
1．1．3．1 聚二甲基硅氧烷／无机物复合材料
1．1．3．2 聚酰亚胺／无机物复合材料
1．1．3．3 丙烯酸酯聚合物／无机物复合材料
1．2 非水溶胶—凝胶法制备聚合物／无机物纳米复合材料
1．2．1 非水溶胶—凝胶化学
1．2．2 非水溶胶—凝胶法制备聚合物／二氧化硅复合材料的典型例子
1．2．3 非水和水解溶胶—凝胶过程比较
1．3 论文研究工作设计
参考文献
第二章 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料
2．1 引言
2．2 实验部分
2．2．1 材料与试剂
2．2．2 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的制备
2．2．2．1 硅酸低聚物的制备
2．2．2．2 聚酰胺酸的制备
2．2．2．3 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的制备
2．2．3 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的表征
2．3 结果讨论
2．3．1 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的红外光谱
2．3．2 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的光学透明性
2．3．3 透射电子显微镜照片
2．3．4 扫描电子显微镜照片
2．3．5 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的线性热膨胀系数
2．3．6 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的热稳定性
2．3．7 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的玻璃化转变温度
2．3．8 聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料的机械性能
2．4 本章小结
参考文献
第三章 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料
3．1 引言
3．2 实验部分
3．2．1 材料与试剂
3．2．2 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的制备
3．2．2．1 二氧化硅／二氧化钛溶液的制备
3．2．2．2 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的制备
3．2．3 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的表征
3．3 结果讨论
3．3．1 二氧化硅／二氧化钛纳米粒子的形貌
3．3．2 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的红外光谱
3．3．3 扫描电子显微镜照片
3．3．4 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的紫外／可见光谱
3．3．5 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的表面电阻
3．3．6 聚酰亚胺／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的热稳定性
3．4 本章小结
参考文献
第四章 聚甲基丙烯酸甲酯／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料
4．1 引言
4．2 实验部分
4．2．1 材料与试剂
4．2．2 聚甲基丙烯酸甲酯／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料的制备
4．2．2．1 二氧化硅／二氧化锆溶液的制备
4．2．2．2 MMA-MSMA共聚物的制备
4．2．2．3 PMMA／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料的制备
4．2．3 PMMA／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料的表征
4．3 结果讨论
4．3．1 PMMA／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料的制备
4．3．2 PMMA／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料的红外光谱
4．3．3 扫描电子显微镜照片
4．3．4 溶剂萃取实验
4．3．5 PMMA／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料在氮气中的热分解行为
4．3．6 PMMA／二氧化硅／二氧化锆纳米复合材料在空气中的热分解行为
4．3．7 顺磁共振谱
4．3．8 热分解的动力学分析
4．3．9 紫外／可见光谱
4．4 本章小结
参考文献
第五章 聚甲基丙烯酸甲酯／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料
5．1 引言
5．2 实验部分
5．2．1 材料与试剂
5．2．2 聚甲基丙烯酸甲酯／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的制备
5．2．2．1 二氧化硅／二氧化钛溶液的制备
5．2．2．2 MMA-MSMA共聚物的制备
5．2．2．3 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的制备
5．2．3 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的表征
5．3 结果讨论
5．3．1 二氧化硅／二氧化钛的结构
5．3．2 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的红外光谱
5．3．3 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的扫描电镜照片
5．3．4 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的溶剂萃取结果
5．3．5 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的紫外／可见光谱
5．3．6 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的折光指数
5．3．7 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的热稳定性
5．3．8 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料的热分解动力学分析
5．3．9 PMMA／二氧化硅／二氧化钛纳米复合材料热稳定性提高的原因探讨
5．4 本章小结
参考文献
简历
致谢
论文独创性声明
发布时间: 2005-09-19
参考文献
- [1].层状粘土改性脂肪族聚酯纳米复合材料的制备、结构和性能研究[D]. 毛龙.湖南工业大学2018
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- [4].水滑石—碳基量子点纳米复合材料的制备及其吸附和催化性能研究[D]. 姚庆峰.北京化工大学2018
- [5].壳聚糖修饰银、铜及二氧化钛纳米复合材料的制备、表征及抗菌性能研究[D]. 何苗.福州大学2015
- [6].贵金属纳米复合材料电化学免疫传感器研究[D]. 李月云.中国地质大学(北京)2018
- [7].石墨烯和多孔碳纳米复合材料的制备及电化学性能研究[D]. 刘蕾.中国地质大学(北京)2018
- [8].氮掺杂Fe@C及Fe@Si@C纳米复合材料的制备及其性能研究[D]. 石彩静.天津大学2017
- [9].新型碳纳米复合材料的构筑及其锂空气和钠离子电池性能研究[D]. 赵昌泰.大连理工大学2017
- [10].三维多孔纳米复合材料的合成、表征及其催化和水污染处理的应用[D]. 刘健.兰州大学2018