摘要：聚合物/无机纳米复合材料是现代材料技术探讨领域的一个重要分支，它能克服单一材料的弱点，不仅具有低成本、易加工成型、易运用等优点，还可具备特殊的光、电、磁、热等性能。然而，无机纳米材料易团聚，与有机聚合物不相容，难以均匀分散在聚合物基体中，需要对其进行表面改性处理。无机纳米材料的表面改性是复合材料制备中至关重要的一个环节，改性的效果对最终复合材料性能影响很大，对无机纳米材料表面修饰改性的探讨有着重要作用。有机膦酸类改性剂能与多种无机材料形成稳定的化学结合，显现出较偶联剂、表面活性剂等常规改性剂更好的性能。论文以十六烷基膦酸为改性剂，改性纳米TiO_2和纳米金属单质Ni，并以聚丙烯PP为基体，制备了TiO_2/PP复合材料和Ni/PP复合材料，探讨了十六烷基膦酸改性效果。十六烷基膦酸一端含P官能团可以与无机纳米粒子表面原子作用，另一端烷基长链可以与PP基体结合。探讨发现十六烷基膦酸的热分解温度约在300°C，高于大多数聚合物材料的加工温度。改性后的纳米TiO_2、Ni均由改性前的水溶性转变为油溶性。红外、X射线、透射电镜等浅析表明改性TiO_2表面包覆有一层十六烷基膦酸分子层，厚度约3nm；改性Ni表面包覆有一层十六烷基膦酸镍沉淀，厚度在2-4nm，随改性剂用量增加而增厚。扫描电镜观察发现改性TiO_2、Ni均可在PP基体中以纳米级均匀分散，而不改性TiO_2、Ni在PP中严重团聚。力学实验表明改性TiO_2/PP较不改性TiO_2/PP有更好的力学性能。介电频谱浅析显示改性Ni填充量在5-40vol%时，Ni/PP在较宽频率范围内具有较稳定的介电常数和介电损耗。10MHz下，改性Ni填充量由5vol%增加到40vol%时，Ni/PP介电常数由4.1增加到16，损耗角正切由0.003增加到0.027。论文同时以十六烷基膦酸/环己烷/水/乙醇为微乳液系统，合成制备油溶性纳米Fe_3O_4和纳米Ni。合成Fe_3O_4粒径均匀，约10nm，具有超顺磁性，矫顽力和剩余磁化强度都接近于0，饱和磁化强度为45emu/g。合成Ni粒径约100nm，具有铁磁性，矫顽力为±130Oe，剩余磁化强度为±13emu/g，在外加磁场作用下很快达到饱和磁化强度，为52emu/g。关键词：表面改性论文纳米复合材料论文油溶性论文有机膦酸论文
摘要3-4
Abstract4-7
第1章 引言7-22
1.1 选题背景7
1.2 文献综述7-21
1.2.1 无机纳米材料性能7-9
1.2.2 无机纳米材料合成9-10
1.2.3 聚合物基纳米复合材料性能10
1.2.4 聚合物基纳米复合材料制备10-11
1.2.5 无机纳米材料表面改性11-21
1.3 论文探讨内容21-22
第2章 十六烷基膦酸改性纳米二氧化钛及 TiO_2/PP 复合材料制备22-35
2.1 实验试剂和仪器22-23
2.2 实验部分23-25
2.2.1 十六烷基膦酸合成23-24
2.2.2 纳米 TiO_2表面改性24
2.2.3 TiO_2/PP 复合材料制备24-25
2.2.4 浅析与测试25
2.3 结果与讨论25-34
2.3.1 纳米 TiO_2表面改性探讨25-29
2.3.2 纳米 TiO_2在 PP 中分散性探讨及 TiO_2/PP 力学性能测试29-34
2.4 本章小结34-35
第3章 十六烷基膦酸改性纳米镍及 Ni/PP 复合材料制备35-55
3.1 实验试剂和仪器35-36
3.2 实验部分36-37
3.2.1 纳米 Ni 表面改性36
3.2.2 Ni/PP 复合材料制备36-37
3.2.3 浅析与测试37
3.3 结果与讨论37-54
3.3.1 纳米 Ni 表面改性探讨37-45
3.3.2 纳米 Ni 在 PP 中分散性探讨及 Ni/PP 介电性能测试45-54
3.4 本章小结54-55
第4章 油溶性纳米 Fe_3O_4和纳米 Ni 的合成55-66
4.1 实验试剂和仪器55-56
4.2 实验部分56-57
4.2.1 纳米 Fe_3O_4合成56
4.2.2 纳米 Ni 合成56-57
4.2.3 浅析与测试57
4.3 结果与讨论57-65
4.3.1 纳米 Fe_3O_4性能浅析57-61
4.3.2 纳米 Ni 性能浅析61-65
4.4 本章小结65-66
第5章 结论66-67
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