一、纳米ZnO/PP复合材料性能研究(论文文献综述)
骆守康,谢从珍,王瑞,李立浧,杨杰[1](2021)在《纳米ZnO-RTV复合材料的制备与抗紫外性能研究》文中进行了进一步梳理为了提高室温硫化硅橡胶(RTV)抗紫外性能,本文通过钛酸酯偶联剂(PN)对纳米氧化锌(ZnO)进行改性,将其作为填料掺入RTV制备得到不同质量分数的纳米ZnO-RTV复合材料,对纯RTV和纳米ZnO-RTV复合材料进行紫外光加速老化实验,并对比分析纳米ZnO对RTV抗紫外性能的影响。结果表明:纳米ZnO能有效改善RTV的紫外光屏蔽性能,质量分数为1.0%的纳米ZnO-RTV复合材料紫外光屏蔽率的提升幅度高达72.63%;添加纳米ZnO后,RTV的电气强度略微提高;2 500 h紫外老化后,纯RTV表面静态接触角的下降幅度、表面微观形貌所反映的老化程度都远大于纳米ZnO-RTV复合材料,这与老化前后RTV分子链Si-(CH3)2、Si-CH3和C=O的变化情况相印证。同时,2 500 h紫外老化后,纳米ZnO-RTV复合材料的热稳定性明显优于纯RTV。
关莹[2](2021)在《聚丙烯非织造布负载纳米氧化锌/纤维素纳米晶复合功能材料的制备及其性能研究》文中提出随着社会不断发展,水体污染、大气污染和生物细菌污染日益严重,人类生存环境进一步恶化,全球面临环境污染危机。纳米材料(NMs)因其独特的体积效应、表面效应和量子尺寸效应,近年来被广泛用在环境净化领域。纳米氧化锌(Zn O)是一种多功能的宽禁带半导体金属氧化物,是具有最多形貌的纳米粒子之一,由于具有良好的生物相容性、抗菌性、光催化活性、压电性和经济性,引起了人们极大的兴趣。纳米Zn O是n型半导体,具有较宽带隙和较高的表面能,是一种具有丰富和复杂化学缺陷的材料。为了提高纳米Zn O性能,拓展其在环境净化领域的应用,在不损害其物理化学性质的情况下,构建新颖的结构,对纳米Zn O进行功能化改性是十分必要且重要的。纳米ZnO的结构、形貌和稳定性是影响性能的关键因素,选用含有丰富COO-和-OH基团的改性纤维素纳米晶(CNC)与Zn O构建纳米粒子,CNC起到模板剂和掺杂剂的作用。通过调控p H反应条件,可以得到多形貌纳米Zn O/CNC杂化粒子,改善了纳米Zn O的界面性能。另外,纳米Zn O制备过程易团聚是一个亟待解决的关键问题,基底的选择是解决Zn O纳米粒子团聚的有效方法之一。聚丙烯(PP)非织造布是一类具有三维网络结构的柔性材料,具有丰富的孔隙和巨大的比表面积,为改善纳米Zn O的团聚提供了绝佳的基底,而且解决了纳米Zn O粉体材料难以回收、不易循环使用的难题。在此基础上,对Zn O/CNC杂化粒子的性能改善和功能提升是一个具有实际应用价值的重要课题。本文旨在探索多形貌纳米ZnO的调控方法,通过模板剂掺杂、无机物掺杂、有机物掺杂和复合等方法对纳米Zn O进行功能改性,在PP非织造布基底上采用原位和非原位法制备纳米Zn O/CNC粒子,构建多种形貌的非织造布基p-n异质结构,设计主动响应型智能结构纳米Zn O/CNC复合功能材料,对比分析纳米Zn O/CNC的形貌及尺寸对结构与性能的影响,探讨相应的影响机理和作用机制,拓展纳米Zn O/CNC在环境净化领域的应用。本论文主要开展了以下工作并得到相关结论:(1)实验论证了纳米ZnO粒子的分散性、稳定性、形貌和尺寸对其性能提升的关键作用。利用混酸改性的CNC模板剂进行掺杂,调控p H反应条件,采用一步绿色法制备了球状、薄片状和花状Zn O/CNC杂化材料,探讨其形成机理。分别评估了三种形貌Zn O/CNC杂化材料的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)的抑菌率均达到90%以上。以球形Zn O/CNC为典型代表,考察其对阳离子染料的吸附能力,对亚甲基蓝(MB)和孔雀石绿(MG)的去除率在5 min时达到90%以上,吸附过程符合伪二阶吸附动力学模型,在废水处理及环境净化领域具有良好的实际应用价值。(2)构建了ZnO/Cu2O异质结结构纳米粒子,并实验论证了其尺寸和形貌对其光催化活性至关重要的作用。针对纳米Zn O在可见光区的光催化性能低的问题,为了提高Zn O纳米粒子光电子和空穴的分离效率,利用窄带隙(2.0 e V)的Cu2O(p型)掺杂Zn O(n型)构建了p-n异质结结构纳米复合材料。围绕纳米Zn O制备过程易团聚的问题,以PP非织造布(热超声法嵌入CNC)为基底,调控p H反应条件,采用一步水浴原位生长法制备了三种形貌的异质结结构Zn O/Cu2O光催化剂。实验结果表明,在可见光区该柔性光催化材料对阴、阳离子染料都具有较高的光催化降解效率和循环使用稳定性,其中颗粒状ZC12.0具有最快的光催化降解速率,Zn O/Cu2O非织造布具有非常优秀的自清洁性能。因此,在构建Zn O/Cu2O异质结结构时,不仅异质结的形成是重要的,而且异质结纳米粒子的尺寸和形貌对其光催化活性也起着至关重要的作用。(3)构建了高灵敏度的PP非织造布负载p-n异质结结构Zn O/PANI气体传感材料。为了解决纳米Zn O电导性能低的问题,提高纳米Zn O气敏性能,以PP非织造布为基底,控制p H反应条件,采用一步水浴原位生长法制备了三种形貌n型纳米Zn O。利用气相聚合法(VPP法)在Zn O表面制备均匀致密的p型PANI纳米纤维膜,通过构建p-n异质结结构,获得了高灵敏度的PP非织造布负载Zn O/PANI气体传感材料。其中非织造布基底赋予了传感器良好的柔韧性和机械性能,其异质结的结构和形貌显着提升了气敏性能。在室温下,瓦片砌筑结构的PZN9.7对多种挥发性有机化合物(VOC)气体和湿度都具有响应性,对NH3(10 ppm)的相应幅度高达4158%,检出限低至0.5 ppm,同时对NH3的探测具有良好的稳定性和高选择性。(4)构建了一种主动响应型PP非织造布负载核-卫结构纳米Zn O@PNIPAM/TD温敏复合相变材料。传统纳米Zn O材料为被动型材料,不能对环境的改变和刺激做出主动响应,基于此,本工作以PP非织造布为柔性基底,球形纳米Zn O/CNC杂化颗粒为核心,卫星N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)纳米凝胶微球作为小分子贮存器,装载药物的核-卫结构Zn O@PNIPAM被包裹在相变基质十四醇(TD)中。其中PNIPAM凝胶微球是控制小分子释放动力学的扩散屏障,TD做为微球的容器和控释的开关。利用FITC葡聚糖模拟小分子,利用荧光共聚焦成功监测到核-卫结构纳米Zn O@PNIPAM/TD复合相变材料的智能温敏控释过程。以盐酸四环素(TH)作为药物的典型代表,研究了外部刺激(温度、p H)对智能复合相变材料释药行为的影响和“on-off”温敏开关效应。通过温敏抗菌性能分析,该材料具有良好的温敏抑菌效果,实现了智能抑菌、长效抑菌。综上所述,本论文主要利用pH模板法成功调控了多形貌纳米Zn O,通过原位法和非原位法制备了一列系具有新颖结构的PP非织造布负载纳米Zn O/CNC复合功能材料,实验论证了该系列PP非织造布负载纳米Zn O/CNC复合功能材料在抗菌、气体传感、染料吸附和光催化降解等方面具有优异的性能,推动了纳米Zn O复合功能纺织品在环境净化领域的发展。
姚建琪[3](2021)在《ZnO晶面对聚合物结晶及其力学性能影响研究》文中研究表明表面是固态材料的重要组成部分,对于结晶材料,不同晶面具有不同的几何和电子结构,导致晶面的极性和表面能大不相同,从而表现出不同的物理和化学性质。然而,目前尚未报道关于纳米粒子改性聚合物中晶面对聚合物性能影响的研究。氧化锌是一种重要的无机半导体材料,由于其特殊的电学、光学特性和抗菌性能,已被广泛引入聚合物基质中赋予聚合物新的功能。本文选用暴露不同晶面的ZnO纳米晶分别对等规聚丙烯(iPP)、聚乳酸(PLLA)及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)进行改性,采用差示扫描量热仪(DSC)、偏振光显微镜(POM)、广角X-射线衍射(WAXD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)和力学性能测试手段系统的研究了不同晶面的纳米晶ZnO对iPP(非极性)、PLLA(弱极性)和PEN(极性)聚合物结晶形貌、热稳定性及其性能的影响。首先,通过控制反应条件合成以及购置获得了裸露(1010)晶面和(0002)晶面的两种不同的ZnO,分别记作H-ZnOd(1010)和T-ZnOw/(0002),利用HRTEM和接触角测试进一步证明(1010)晶面为非极性、低表面能(88.65mN/m2);(0002)晶面属于极性、高表面能(349.24mN/m2)。考察了暴露两种不同晶面(1010)和(0002)晶面的ZnO对非极性iPP结晶和热氧稳定性的影响。研究结果表明(1010)和(0002)晶面对iPP结晶及其热稳定性具有不同的影响。具有非极性和低表面能的(1010)晶面对iPP起到了异相成核作用,结晶温度提高了11℃,球晶尺寸减小,球晶数量增加,成核效率和结晶速率高达57.81%和1.27min-1,iPP的热和热氧化稳定性(TG,OIT,OOT)分别提高了6℃,6 min和12℃。相反,具有极性和高表面能的(0002)晶面对iPP的性能影响较弱。其次考察了暴露两种不同晶面(1010)和(0002)晶面的ZnO对弱极性PLLA结晶、热稳定性和力学性能的影响。结果表明具有(1010)和(0002)晶面的ZnO对PLLA结晶及其力学性能具有不同的影响。具有非极性和低表面能的(1010)晶面的ZnO增加了 PLLA分子链的链迁移率,并显示出增塑作用,伴随玻璃化转变温度、熔融温度和冷结晶温度分别降低了 12℃,10℃和12℃。球晶尺寸增加,球晶数量减少,PLLA的晶型从混合晶型α和α’变为独特的α晶型。然而,具有极性和高表面能的(0002)晶面的ZnO对PLLA具有高效的成核作用,特别是结晶峰的出现和结晶温度显着升高至106.41 ℃,并且伴随着冷结晶峰的消失,球晶尺寸减小,球晶数量增加,而PLLA的晶体结构并没有改变。此外,具有(0002)晶面的ZnO将PLLA的断裂伸长率提高至20.34%。相反,暴露(1010)晶面的ZnO将PLLA的断裂伸长率降低至7.49%。它们的热重分析(TGA)结果也显示类似的趋势。最后考察了暴露两种晶面(1010)和(0002)晶面的ZnO对极性PEN结晶成核、热稳定性和力学性能的影响。实验结果表明两种不同晶面(1010)和(0002)的ZnO对PEN结晶成核表现出相同的规律。主要体现在结晶温度较纯PEN提高了 23℃,成核效率分别提高至52.86%和52.17%。随着两种晶面添加含量的增加,球晶尺寸减小,球晶数目增多。通过热稳定性和力学性能测试进一步表明PEN/H-ZnOc/(1010)热稳定性和冲击性能强于PEN/T-ZnOw/(0002)的热稳定性和冲击性能,冲击强度分别提高至2.7 kJ/m2和2.4 kJ/m2。通过SEM观察到冲击断面很粗糙,并分别伴有明显的塑性变形和剪切带。在等温结晶动力学过程中,H-ZnOc/1010)能够有效促进PEN结晶,提高PEN/H-ZnOc/(1010)复合材料的结晶速率,其半结晶时间减少一半。
赵鹏[4](2020)在《改性微纳米ZnO对LDPE绝缘性能的影响》文中研究指明低密度聚乙烯(LDPE)由于其加工简单,具有突出的绝缘性能和良好的延展性,成为了高压直流电缆绝缘层常用材料,但长期处在高电压场强下会使得LDPE性能下降,并且随着时间的延长会导致绝缘层失效,为了满足人类日常生活对电力的需求,所以在工程上对LDPE提出了更高的要求。为了得到绝缘性更好、耐老化性更加优异的材料,对LDPE进行了交联改性、填充纳米颗粒改性以及与其他聚合物共混改性。目前主要是在LDPE中添加金属纳米氧化物对其进行改性,像MgO,SiO2,TiO2等等。但是纳米粒子在LDPE中会形成团聚,所以有必要对纳米粒子进行表面改性,从而充分发挥纳米粒子在LDPE中的作用。本文首先制备出了一系列不同粒径的微纳米ZnO,然后用辛基三乙氧基硅烷(C8)和十八烷基三甲氧基硅烷(C18)对ZnO的表面进行改性。得到改性后的C8-ZnO和C18-ZnO;最后通过溶剂法将不同质量分数的表面改性纳米ZnO填充到LDPE中,制备出ZnO/LDPE复合材料。用TEM,XRD,TGA对ZnO的结构、形貌和结晶状态进行了表征,结果表明成功制备出了不同粒径的微纳米ZnO,且制备出的ZnO不含杂质,结晶形态良好。利用HRTEM,FT-IR,TGA,DSC对表面修饰的氧化锌的形貌和化学结构进行了表征。结果表明C8和C18均已成功的接枝在ZnO表面,且结合DSC和HRTEM发现C18-ZnO是结晶的,涂覆在ZnO表面的厚度为1.6nm,C8-ZnO是不结晶的,涂覆的厚度为1.1nm。利用DSC和偏光显微镜研究了纳米颗粒对LDPE结晶度的影响。结果表明,对于纯ZnO,结晶度随着ZnO质量分数的增加而增加,且都高于纯LDPE的结晶度;对于C8-ZnO和C18-ZnO,其结晶度均低于纯LDPE且经过C18改性的ZnO结晶度最低。最后,对复合材料的力学性能和和绝缘性能进行了测试,利用万能拉伸机对不同的ZnO/LDPE进行了力学性能测试,发现在同一应变下,LDPE的应力随着ZnO质量分数的增加而增加,也就是说ZnO浓度的增加减弱了 LDPE的韧性。接着利用高阻计比较了质量分数,粒径和不同改性的ZnO对LDPE复合材料的体积电阻率和电流密度的影响。发现与微米ZnO(μ)相比,纳米ZnO(n)具有更高的体积电阻率,更低的电流密度。改性的ZnO/LDPE 比未改性的ZnO/LDPE具有更高的体积电阻率。并且随着ZnO浓度的增加,体积电阻率先增加然后减小,电流密度则正好相反,最大的体积电阻率为质量分数为3%的C8-ZnO(n)/LDPE,相比于添加3%未修饰的ZnO(n),复合材料的电阻率增加了 2倍。最大体积电阻率为8.2x1015Ω·m。并且测试了不同复合材料的相对介电常数,发现用C8和C18改性的ZnO/LDPE复合材料的相对介电常数低于未改性的 ZnO/LDPE。
黄谢君[5](2019)在《单分散纳米氧化锌及其透明复合材料的制备和性能研究》文中进行了进一步梳理自然界中,紫外线具有诸多危害,包括皮肤损害、颜料褪色,以及材料老化等。光稳定剂的使用能够有效抑制这些危害,尤其添加到高分子材料中可以明显地提高材料的耐光老化性能,延长其使用寿命,因而受到了越来越广泛的关注和研究。在众多光稳定剂中,纳米氧化锌(ZnO)具有透明度高、稳定性好、环境友好等优点,在应用于透明树脂耐光老化方面,具有取代有机光稳定剂的潜力。目前来说,常用的ZnO大多颗粒较大且在树脂中分散较差,所以与透明树脂复合难以获得高透明的复合材料。此外,纳米ZnO具有一定的光催化性,未作处理直接作为树脂的填料会缩短其寿命。上述缺点在一定程度上限制了纳米ZnO作为紫外光稳定剂的应用。因此如何实现纳米ZnO在树脂基体中纳米级分散,并抑制其光催化作用,是制备高性能树脂基/ZnO纳米复合材料的关键。论文以具有光学功能的树脂基纳米复合材料为研究对象,首先采用超重力法结合表面修饰技术制备可在不同液相介质中单分散的ZnO纳米颗粒;其次以环己烷分散体为原料,通过反相微乳液法合成ZnO@SiO2纳米分散体;最后采用溶液共混的方法制备具有高透明、强紫外阻隔能力、耐光老化的树脂基/ZnO纳米复合材料,实现纳米颗粒在有机基体中的高度分散,充分发挥其纳米效应。另外通过在复合体系中加入钨青铜纳米颗粒来阻隔近红外线辐射,赋予纳米复合材料隔热和耐光老化双功能。全文的主要研究内容和结果如下。(1)以二水合醋酸锌和氢氧化钾为原料,探索了釜式法制备纳米ZnO分散体的工艺条件,制备出了分散性良好、粒径约为6 nm的ZnO纳米颗粒。在此基础上利用超重力技术结合表面修饰的方法,合成了纳米ZnO单分散体。研究了制备工艺条件对ZnO纳米颗粒尺寸和分散性的影响,确定了超重力法较优的制备工艺条件为:超重力旋转床的转速2600 rpm、物料摩尔配比0.57:1、物料浓度0.6 mol/L、反应温度70℃、进料速率200 mL/min、反应时间4 min、TEOS加入量15 wt%等。制备的ZnO纳米颗粒一次粒径为3~5 nm,粒度分布均匀,在液相介质中呈纳米级单分散。与釜式法相比,超重力法制备的纳米颗粒粒径更小,分布更均匀,相同固含量下分散体可见光透过率更高。(2)利用超重力技术结合表面无机-有机连续层包覆的方法,合成了表面包覆少量SiO2的ZnO(TZ)二氯甲烷相纳米分散体,并以此分散体为原料,采用溶液共混法制备了高透明的聚乳酸(PLA)/TZ和PLA/TZ/铯钨青铜(CWO)纳米复合材料。制备的TZ纳米颗粒粒径约为4 nm,在二氯甲烷中呈现单分散,且固含量高达60 wt%时,分散体仍具有良好的透明度。同时研究发现,在二氯甲烷相TZ分散体的制备工艺基础上,通过改变改性剂的类型可以制备出在多种不同极性液相介质中单分散的TZ纳米颗粒。制备的PLA/TZ和PLA/TZ/CWO纳米复合材料均具有高可见光透过率、良好的紫外线屏蔽效果和一定的耐光老化性能。TZ纳米颗粒在PLA树脂基体中达到了纳米级分散,当TZ添加量高达60 phr时,PLA/TZ复合材料仍能保持和纯PLA一样的可见光透过率。此外,PLA/TZ/CWO三元复合材料还具有很好的近红外光吸收能力,隔热测试结果表明,在一侧相同的光照下,相同时间内,经纯PLA贴合的玻璃另一侧温升为10.2°℃,而PLA/TZ/CWO纳米复合材料贴合的玻璃另一侧温升仅为2.3℃,表现出显着的隔热性能。(3)以超重力法制备的氧化锌环已烷分散体为原料,结合反向微乳液法合成了核壳结构的ZnO@SiO2纳米颗粒及其甲苯相分散体,在此基础上制备了乙基纤维素(EC)/ZnO@SiO2透明纳米复合材料。确定了适宜的分散体制备工艺条件,并对ZnO@SiO2纳米颗粒光催化降解亚甲基蓝的能力和EC/ZnO@SiO2复合材料的耐光老化性能进行了研究。ZnO@SiO2甲苯相分散体的较优制备工艺条件为:氨水60 μL,ZnO 6.5 mg,TMOS 5 μL,补加水20μL,C18-silane改性剂60 μL。制备的ZnO@SiO2纳米颗粒核壳结构明显,粒径约为12 nm,颗粒在甲苯中呈现单分散,且该纳米颗粒对亚甲基蓝的光降解能力远低于未包覆和包覆少量SiO2的氧化锌,说明较厚的SiO2包覆层能大幅降低ZnO的光催化性。EC/ZnO@SiO2透明复合材料具有良好的紫外线屏蔽效果和高的可见光透过率,ZnO@SiO2纳米颗粒在EC树脂基体中达到了纳米级分散,当ZnO@SiO2的添加量为64 phr时,复合材料仍能保持和纯EC一样的可见光透过率。此外,EC/ZnO@SiO2复合材料在紫外线辐照100 h之后仍能保持原有的光学性能,表现出优异的耐光老化性能,而纯EC和添加了包覆少量SiO2的ZnO的EC复合材料均发生了不同程度的可见光透过率下降,再次证明了较厚的SiO2包覆层才能完全抑制ZnO的光催化性,从而更好地发挥ZnO光稳定剂的作用。(4)采用一种简单湿化学方法实现了钠铯双掺钨青铜(NaCWO)分散体的可控制备,并以NaCWO分散体和ZnO@SiO2分散体为原料,通过溶液共混法制备了紫外光和近红外光双阻隔功能的EC/NaCWO/ZnO@SiO2三元透明树脂基复合材料。研究了制备工艺条件对NaCWO晶体的形貌和微观结构的影响,以及分散体和三元复合材料的光学性能。结果表明不同阴离子配体环境下,能够制备得到不同晶型和形貌的NaCWO晶体,包括六方相短棒、立方相截角四面体、立方相无规则形貌等;延长反应时间可以增加钨青铜的金属掺杂量,获得具有良好光学性能的分散体。当反应时间为20 h时,制备得到的六方相棒状钨青铜分散体具有较佳的光学性能:1000 nm处近红外光阻隔为96.5%,可见光最大透过率为84%。制备的透明EC/NaCWO/ZnO@SiO2三元复合材料的具有显着的紫外线屏蔽能力和耐光老化性能,经过81 h的紫外线辐照加速老化后,复合材料的紫外线-可见光-近红外线透过率基本保持不变。
陈洪标[6](2018)在《基于实验和理论的纳米氧化锌/聚丙烯复合膜中氧化锌的迁移研究》文中认为纳米氧化锌(ZnO)是具有多种功能的新型无机填料,将其与聚丙烯进行复合能获得许多优良的性能。聚丙烯按结构可分为三种,分别为均聚聚丙烯(PPH)、嵌段共聚聚丙烯(PPB)和无规共聚聚丙烯(PPR)。本文主要从实验和理论两个方面分别研究了不同结构PP对纳米ZnO迁移的影响,并比较分析了实验和理论结果。对自制的9种不同类型的薄膜(b-PPH、b-PPB、b-PPR、ZnO-PPH、ZnO-PPB、ZnO-PPR、ZnO-PPH#、ZnO-PPB#、ZnO-PPR#)进行了性能检测。DSC分析表明,纳米ZnO改变了聚丙烯的结晶度,使PPH的结晶度从88.6%降低到74.7%,使PPB和PPR的结晶度略有提高。红外图谱则显示纳米ZnO和钛酸酯偶联剂(HY13B)之间能形成新的化学键,整体以物理形式分散于PP聚合物中。通过微波消解前处理结合ICP-OES方法检测了复合膜中纳米ZnO的含量,参考EU 10/2011和GB 31604等研究了迁移行为。温度和时间对纳米ZnO迁移的影响符合一般迁移物的规律;不同结构PP复合膜之间,在平衡时迁移率存在差异,PPH中迁移率远大于在PPB和PPR,而PPR中迁移率最小;钛酸酯偶联剂不但可以减少纳米ZnO/PP复合膜制备流程中的损失,还对纳米ZnO的迁移起到明显的抑制作用;乙酸的浓度越高,纳米ZnO的迁移量越大,并发现在低浓度区间,两者的线性关系明显(R在0.97910.9959之间);重复实验发现纳米ZnO的迁移量随着次数增多迅速降低,主要集中在第一次与乙酸溶液接触时,占比达到62.4%以上。PP中纳米氧化锌向3%乙酸溶液的迁移机制为表面脱落和表面化学溶解,在基质内部的颗粒不易迁出。利用Material Studio建立了两相分子动力学模型体系,分别模拟了三种不同结构PP中纳米氧化锌团簇的扩散运动,计算得到了扩散系数的模拟值(Dsim)。结果显示PR-Ac体系的扩散系数最小,PH-Ac和PB-Ac体系的扩散系数稍大,Dsim为1.147.15×10-7。纳米氧化锌的扩散系数随温度升高而增大。高温可以使聚合物链段活性增强,自由体积变大,涨落幅度变宽,团簇可以访问的空间和机会增多。运动轨迹表明纳米ZnO随着聚合物链的运动,从某一空间跳跃或平移到下一空间,并在该小范围的空间内蠕动。聚合物链的结构影响了纳米团簇的运动范围,同一温度下,在PH-Ac体系中运动轨迹分布范围最广,PB-Ac体系中次之,PR-Ac体系中最小。然而,模型有待进一步改善。利用Fick第二定律拟合实验数据,获得扩散系数的实验值Dexp。Matlab拟合曲线决定系数为0.80530.9897,线性关系较好,建立的迁移方程可用于拟合实验值,Dexp为1.94×10-145.39×10-10。基于分子动力学的模拟值Dsim远远大于基于实验的拟合值Dexp,说明分子动力学模型不适合预测纳米ZnO在PP中的扩散,严重高估了扩散系数。原因可能是力场存在缺陷或模拟体系的规模偏小,未能接近真实迁移情况,但模拟在定性上是可行的,显示出纳米ZnO在PPR结构中扩散系数最小的规律。同时用Scatchard-Hildebrand统计热力学模型预测了分配系数,发现预测的分配系数高于实验测定的分配系数,需要引入更多因子对模型进行修正。
韦振毅[7](2018)在《纤维—氧化锌复合材料的制备与应用》文中提出聚烯烃材料有着很好的延展性、耐环境应力开裂性。但是其刚性、抗老化性以及抗菌性能的欠缺,制约了聚烯烃材料的进一步的应用。纤维材料有增强作用,可以提升聚烯烃材料的力学性能。纳米ZnO具有优良的抗紫外老化性和抗菌性能,同时,作为刚性小尺寸粒子,ZnO对聚烯烃材料也可以表现出较好地增强增韧作用。因此,将纳米ZnO、纤维材料有机复合起来改性聚烯烃材料,可以提升材料的力学性能、抗菌性能以及抗紫外老化性能。作为一种新颖的杂化材料制备方法,本文使用原位生长的方式在纤维表面复合了纳米ZnO,制备了细菌纤维素(BC)-ZnO和玻璃纤维(GF)-ZnO两种杂化复合物。用BC-ZnO杂化物和线性低密度聚乙烯(LLDPE)共混吹塑得到BC-ZnO/LLDPE复合薄膜,用GF-ZnO杂化材料和聚丙烯(PP)共混、挤出、注塑制备GF-ZnO/PP复合材料。对薄膜和复合材料力学性能、抗紫外老化性能和抗菌性能进行测试,并借助X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)等分析手段,研究了锌源、反应时间以及杂化材料添加量对BC-ZnO/LLDPE薄膜和GF-ZnO/PP复合材料各种性能的影响。对BC-ZnO/LLDPE复合薄膜体系进行研究讨论,结果表明,使用硫酸锌作为锌源,反应时间为5h,添加量为3wt%时,BC-ZnO/LLDPE复合薄膜对金色葡萄球菌的抗菌性能达到90.16%,拉伸性能、抗紫外性能也有了最大程度的提高。对GF-ZnO/PP复合材料体系进行研究讨论,可以得出结论,使用硫酸锌作为锌源,反应时间为5h,添加量为15份时,GF-ZnO/PP复合材料对金色葡萄球均抗菌效率达到了 90.24%,的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度和抗紫外老化性能有了最为明显的改善。
刘华斌[8](2012)在《纳米氧化物颗粒的表面改性及其应用研究》文中研究表明在传统材料中添加纳米粉体可极大改善其相关性能,但纳米氧化物粉体因表面能大极易团聚,表面具有较强的亲水性而难与聚合物基体粘结相容等问题限制其在诸多工业领域的广泛应用。对纳米氧化物进行表面改性是解决这类问题的有效手段,通常有两种思路:一是在制备纳米粒子的过程中对工艺进行调整和控制,二是在获得纳米粒子后对其进行表面改性处理;前者能够降低纳米粒子的硬团聚趋势,但涉及工艺复杂、影响因素多,且在纳米粒子应用之前还存在继发团聚;而后者是在纳米粒子的应用阶段进行改性处理,主要解决纳米粒子的软团聚,更利于发挥纳米粒子的优异性能。本文通过对纳米氧化物的颗粒表面进行湿法改性,研究了不同类型改性剂在纳米氧化物表面的吸附行为,揭示了其在水性介质中的分散稳定机理,并将有机化改性的纳米颗粒添加到聚丙烯树脂中,制备了纳米复合材料,分析了改性纳米粒子填料对复合材料力学等性能的影响。具体的研究内容和结果包括以下几个部分:(1)研究了不同类型表面活性剂(TPB、CTAB、SDS和PEO)单独或共同在纳米氧化物表面的吸附行为。FTIR结果表明离子型表面活性剂TPB、CTAB与SDS在纳米氧化物表面的吸附机理主要为静电力作用;非离子型聚合物PEO在纳米氧化物表面的吸附机理主要为氢键作用;离子型表面活性剂/非离子型聚合的二元混合体系(CTAB/PEO及SDS/PEO)在纳米氧化物表面产生共同吸附,同时存在一定的竞争关系。吸附实验表明离子型表面活性剂的吸附量与本身浓度、pH值、电解质离子强度和类型等因素有关,非离子型聚合物在纳米氧化物表面的吸附量与自身分子量大小与吸附构象有关。(2)纳米氧化物吸附表面活性剂后,颗粒表面的电荷密度、ζ电位和双电层结构将发生变化。吸附阴离子型或阳离子型表面活性剂后,纳米氧化物颗粒等电点分别向低或高pH值方向移动,位移量与表面活性剂浓度或聚合物的平均相对相对分子量相关。而吸附非离子型聚合物后,纳米氧化物ζ电位的绝对值虽然会减小,但等电点位置几乎不变。在水性介质中离子型表面活性剂主要通过静电斥力作用分散纳米氧化物,而非离子型聚合物主要通过空间位阻作用分散纳米氧化物,在离子型表面活性剂/非离子型聚合的二元混合体系中,二者协同配合通过静电位阻作用分散纳米氧化物。(3)用硅烷偶联剂A151在醇水介质中对纳米ZrO2进行了表面改性,并以其作填料制备了PP/ZrO2纳米复合材料。FTIR结果表明A151与ZrO2发生了化学接枝反应;接触角测量结果表明,A151有效改善了纳米ZrO2粒子表面的润湿性能,由亲水性表面变成疏水性表面,增强了其与聚合物基体的界面相容性和结合强度。添加改性纳米ZrO2提高了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,并增大了复合材料的冲击强度和模量;提高了复合材料的结晶温度,在PP基体中分散均匀的纳米ZrO2既可充当刚性支撑点,又可以阻止硬质粒子的嵌入和磨削,提高复合材料的耐磨性能性能。(4)研究了有机季铵盐OTAC在水性介质中对纳米蒙脱土的插层改性,并以制得的OMMT为填料制备了PP/OMMT纳米复合材料。XRD和FTIR结果表明OTAC分子链进入到了蒙脱土片层结构的层间,插层改性后蒙脱土片层间距由1.51nm最大增大至3.80nm;SEM观察结果显示蒙脱土由改性前的紧密堆积结构变成改性后的鱼鳞态片状结构;接触角测量和沉降实验结果表明,有机化改性改善了蒙脱土颗粒的亲油性,在制备聚合物基复合材料时提高了其与聚合物分子之间的相容性;当OMMT添加量为34wt%时,可有效提高复合材料的拉伸强度和冲击强度;DSC测量结果表明添加OMMT的复合材料的热降解温度滞后约有25oC,提高了材料的热稳定性。
秦小梅[9](2011)在《LLDPE/LDPE共混和复合膜的制备与性能研究》文中研究表明本论文以线性低密度聚乙烯(LLDPE)、两种低密度聚乙烯(LDPE)和KH550改性的纳米ZnO为原料,经Brabender挤出机熔融吹膜制备出LLDPE/LDPE共混膜、LLDPE/纳米ZnO复合膜和LLDPE/LDPE/改性纳米ZnO复合膜,借助差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、电子万能试验机和毛细管流变仪等研究了它们的结晶行为、结晶形态、力学性能、加工流变性能以及透湿性能;并采用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)研究了纳米ZnO的改性效果和分散情况。对LLDPE/LDPE共混体系的研究结果表明:加入适量LDPE后,共混膜仍具有较好的综合力学性能;随着LDPE含量的增加,共混物的结晶度下降,晶粒尺寸减小;共混物的熔体流变性能提高;LLDPE/1#LDPE共混膜的力学性能优于LLDPE/2#LDPE,但后者的加工流变性能更好。对LLDPE/纳米ZnO复合体系的研究结果表明:改性后纳米ZnO/LLDPE复合膜的力学性能优于未改性纳米ZnO/LLDPE复合膜。对LLDPE/LDPE/改性纳米ZnO复合体系的研究结果表明:当KH550改性纳米ZnO含量为0.3wt%时,纳米ZnO粒子可均匀分散于LLDPE基体中,起到异相成核剂的作用,提高LLDPE、LDPE的结晶能力,此时复合膜的综合力学性能最好。由于纳米ZnO添加量小,复合体系的加工流变性能基本不变。LLDPE/2#LDPE/改性纳米ZnO复合膜的力学性能提高幅度较大。
秦宗杰[10](2010)在《LLDPE/纳米ZnO抗菌复合膜及复合材料的制备与性能研究》文中进行了进一步梳理随着线性低密度聚乙烯(LLDPE)的广泛应用,对LLDPE高性能、多功能化的研究近年来受到了调度的关注。由于纳米ZnO具有较高的抗菌性、成本较低,并能表现出良好的增强、增韧等特性,因此制备并研究LLDPE/纳米ZnO抗菌复合膜及LLDPE纳米ZnO复合材料具有良好的发展前景。本论文采用KH550和KH560两种硅烷偶联剂在不同改性条件下对纳米ZnO进行表面改性,分别与LLDPE经熔融共混、吹塑得到LLDPE纳米ZnO抗菌复合膜;并熔融共混、挤出、注塑制备了LLDPE/纳米ZnO复合材料。通过对材料力学性能、抗菌性能、透光性能、加工流变性能、热性能等的测试,并借助扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等分析手段研究了纳米ZnO含量、硅烷偶联剂种类与用量、乙醇用量对复合膜及复合材料各种性能的影响。在LLDPE/纳米ZnO抗菌复合膜体系中,结果表明,适量增加硅烷偶联剂用量,可以提高对纳米ZnO的改性效果。其中,当KH550含量为5wt%[mKH550/(mZnO+mKH550)]时,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率比LLDPE提高了43.21%、39.42%;加入少量的纳米ZnO即可赋予复合膜优异的抗菌性能,当改性纳米ZnO的含量为0.8wt%时,复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别高达91.69%、95.62%。在LLDPE/纳米ZnO复合材料体系中,结果表明,当KH550改性的纳米ZnO含量为0.3wt%时,纳米ZnO粒子可以均匀分散于LLDPE基体中;加入适量改性纳米ZnO可以有效提高LLDPE基体的综合力学性能,其中,当KH550含量为5wt%[mKH550/(mZnO+mKH550)]时,复合材料的综合力学性能提高最显着,维卡软化点略有提高。
二、纳米ZnO/PP复合材料性能研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米ZnO/PP复合材料性能研究(论文提纲范文)
(1)纳米ZnO-RTV复合材料的制备与抗紫外性能研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 实验 |
1.1 主要原材料 |
1.2 纳米Zn O-RTV复合材料的制备 |
1.3 紫外光加速老化实验 |
1.4 性能测试 |
2 复合材料的性能分析 |
2.1 纳米Zn O化学结构 |
2.2 复合材料的微观形貌分析 |
2.3 复合材料的紫外屏蔽性能 |
2.4 复合材料的电气强度 |
3 老化实验结果与分析 |
3.1 老化试样的FTIR分析 |
3.2 老化试样的SEM分析 |
3.3 老化试样的表面静态接触角分析 |
3.4 老化试样的热性能 |
3.5 纳米Zn O-RTV复合材料的紫外老化机理探讨 |
4 结论 |
(2)聚丙烯非织造布负载纳米氧化锌/纤维素纳米晶复合功能材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 纳米材料的分类及其性能 |
1.2.1 纳米材料的分类 |
1.2.2 纳米材料的性能 |
1.3 纳米ZnO的形貌及性能 |
1.3.1 纳米ZnO的形貌 |
1.3.2 纳米ZnO的性能 |
1.4 ZnO/纤维素复合材料的特性及其制备方法 |
1.4.1 沉淀法 |
1.4.2 水热法 |
1.4.3 超声波法 |
1.4.4 模板法 |
1.5 纳米ZnO在纺织品和聚合物上的合成及应用 |
1.6 选题依据及意义 |
1.7 论文的主要内容 |
1.7.1 本论文的研究目的 |
1.7.2 本论文的研究内容 |
参考文献 |
第2章 多形貌纳米ZnO/CNC杂化材料的制备及其污水吸附净化性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料和方法 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 ZnO/CNC杂化材料的制备 |
2.2.4 ZnO/CNC杂化材料的表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 表面形貌分析 |
2.3.2 分子结构分析 |
2.3.3 晶体结构分析 |
2.3.4 热性能分析 |
2.3.5 抗菌性能分析 |
2.3.6 染料吸附性能分析 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第3章 聚丙烯非织造布负载异质结结构纳米ZnO/Cu_2O复合材料的制备及其污水催化净化性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料和方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 PP非织造布负载异质结结构纳米ZnO/Cu_2O复合材料的制备 |
3.2.4 PP非织造布负载异质结结构纳米ZnO/Cu_2O复合材料的的表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 表面形貌分析 |
3.3.2 微观结构分析 |
3.3.3 热性能分析 |
3.3.4 光催化性能分析 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第4章 聚丙烯非织造布负载异质结结构纳米ZnO/PANI复合材料的制备及其有害气体探测性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料和方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 PP非织造布负载异质结结构纳米ZnO/PANI复合材料的制备 |
4.2.4 PP非织造布负载异质结结构ZnO/PANI纳米复合材料的表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 表面形貌分析 |
4.3.2 微观结构分析 |
4.3.3 热性能分析 |
4.3.4 气体传感性能分析 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第5章 聚丙烯非织造布负载核-卫结构纳米ZnO@PNIPAM/TD复合材料的制备及其温敏细菌净化性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验与方法 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验仪器 |
5.2.3 PP非织造布负载核-卫结构纳米ZnO@PNIPAM/TD复合材料的制备 |
5.2.4 PP非织造布负载核-卫结构纳米ZnO@PNIPAM/TD复合材料的表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 形貌分析 |
5.3.2 微观结构分析 |
5.3.3 热性能分析 |
5.3.4 温敏控释模拟 |
5.3.5 温敏控释性能 |
5.3.6 抗菌性能分析 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
6.3 主要创新点 |
致谢 |
作者简历 |
(3)ZnO晶面对聚合物结晶及其力学性能影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 聚合物改性 |
1.2 改性方法的研究 |
1.2.1 化学改性 |
1.2.2 物理改性 |
1.3 聚合物结晶动力学研究 |
1.3.1 等温结晶动力学 |
1.3.2 非等温结晶动力学 |
1.4 不同晶面的纳米晶制备及其发展 |
1.4.1 不同晶面的ZnO制备原理 |
1.4.2 氧化锌不同晶面的性能 |
1.5 纳米复合材料的性能研究 |
1.6 本论文研究的目的、意义及其内容 |
第二章 不同晶面ZnO的制备及其表征 |
2.1 引言 |
2.2 样品的合成和表征 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验设备及仪器 |
2.2.3 六方柱H-ZnO_(c/(1010))的合成 |
2.2.4 ZnO的测试与表征 |
2.3 实验结果与分析 |
2.3.1 SEM和XRD分析 |
2.3.2 TEM分析 |
2.3.3 接触角测试及表面能计算 |
2.4 本章小结 |
第三章 裸露特殊晶面的纳米ZnO对iPP结晶、热和热氧化稳定性的影响 |
3.1 实验材料 |
3.2 实验仪器及设备 |
3.3 iPP/ZnO样品的制备 |
3.4 样品的表征 |
3.4.1 热及其热氧化表征 |
3.4.2 偏光显微镜(POM)表征 |
3.4.3 SEM表征 |
3.5 结果与讨论 |
3.5.1 iPP/ZnO复合材料的结晶和熔融行为 |
3.5.2 iPP/ZnO成核效率 |
3.5.3 iPP和iPP/ZnO复合材料的POM分析 |
3.5.4 iPP和iPP/ZnO复合材料的XRD分析 |
3.5.5 等温结晶动力学分析 |
3.5.6 非等温结晶动力学分析 |
3.5.7 热及热氧稳定性 |
3.5.8 断面SEM分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 裸露特殊晶面的纳米ZnO对PLLA的结晶、热稳定性和力学性能的影响 |
4.1 实验材料 |
4.2 实验仪器和设备 |
4.3 样品的制备 |
4.4 样品的表征 |
4.4.1 DSC分析 |
4.4.2 广角X-ray衍射分析 |
4.4.3 热稳定性(TG)分析 |
4.4.4 偏光显微镜(POM)分析 |
4.4.5 SEM分析 |
4.4.6 静态力学性能测试 |
4.5 结果与讨论 |
4.5.1 PLLA/ZnO复合材料的非等温结晶和熔融行为 |
4.5.2 PLLA和PLLA/ZnO复合材料的XRD分析 |
4.5.3 偏光显微镜(POM)分析 |
4.5.4 热重(TG)分析 |
4.5.5 力学性能分析 |
4.5.6 断面(SEM)分析 |
4.5.7 非等温结晶动力学分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 裸露特殊晶面的纳米ZnO对PEN的结晶行为和热稳定性的影响 |
5.1 实验材料 |
5.2 实验仪器和设备 |
5.3 样品的制备 |
5.4 样品的表征 |
5.4.1 DSC分析 |
5.4.2 广角X-ray衍射分析 |
5.4.3 偏光显微镜(POM)分析 |
5.4.4 热稳定性(TG)分析 |
5.4.5 SEM分析 |
5.4.6 静态力学实验 |
5.5 结果与讨论 |
5.5.1 PEN及其PEN/ZnO复合材料的结晶和熔融行为 |
5.5.2 成核效率 |
5.5.3 PEN和PEN/ZnO复合材料的XRD分析 |
5.5.4 偏光显微镜(POM)分析 |
5.5.5 热重(TG)分析 |
5.5.6 力学性能分析 |
5.5.7 断面(SEM)分析 |
5.5.8 等温结晶动力学分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论及展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介及论文发表情况 |
(4)改性微纳米ZnO对LDPE绝缘性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 微纳米粒子特性及其复合材料的研究进展 |
1.2.1 微纳米金属氧化物的制备 |
1.2.2 微纳米粒子的基本特性 |
1.2.3 微纳米复合材料的制备方法 |
1.2.4 微纳米复合材料的性质 |
1.2.5 微纳米复合材料电性能的研究进展 |
1.3 纳米复合电介质的界面模型 |
1.4 微纳米复合电介质的界面结合理论 |
1.5 本文主要研究内容 |
第二章 微纳米ZnO的制备及表征 |
2.1 实验原料及仪器 |
2.2 微纳米ZnO的制备方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 晶型结构分析 |
2.3.2 TGA分析 |
2.3.3 形貌及粒径分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 ZnO的表面改性及表征 |
3.1 实验原料及仪器 |
3.2 ZnO的表面改性 |
3.2.1 辛基三乙氧基硅烷(C8)改性ZnO |
3.2.2 十八烷基三甲氧基硅烷(C18)改性ZnO |
3.3 ZnO的表面改性原理 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 红外分析 |
3.4.2 TGA分析 |
3.4.3 改性后的ZnO微观形貌分析 |
3.4.4 结晶分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 ZnO/LDPE复合材料的制备及性能测试 |
4.1 实验原料及仪器 |
4.2 ZnO/LDPE复合材料的制备 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 ZnO/LDPE复合材料结晶性能分析 |
4.3.1.1 聚合物结晶动力学理论 |
4.3.1.2 DSC分析 |
4.3.1.3 偏光显微镜(PLM)分析 |
4.3.1.4 ZnO/LDPE复合材料微观结晶态分析 |
4.3.2 ZnO/LDPE复合材料力学性能分析 |
4.3.3 ZnO/LDPE复合材料绝缘性能分析 |
4.3.3.1 电流密度和体积电阻率的测量方法 |
4.3.3.2 复合材料的界面陷阱分析 |
4.3.3.3 复合材料中载流子迁移率的分析 |
4.3.3.4 不同粒径和浓度的ZnO对LDPE电阻率和电流密度的影响 |
4.3.3.5 经过不同表面处理的ZnO对LDPE电阻率和电流密度的影响 |
4.3.4 ZnO/LDPE复合材料介电性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者和导师简介 |
附件 |
(5)单分散纳米氧化锌及其透明复合材料的制备和性能研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 光稳定剂 |
1.1.1 高分子光老化 |
1.1.2 光稳定剂的分类和作用机理 |
1.1.3 光稳定剂的现状和发展趋势 |
1.2 纳米ZnO |
1.2.1 ZnO基本性质和应用 |
1.2.2 ZnO的制备 |
1.2.3 ZnO紫外屏蔽剂的研究趋势 |
1.3 超重力技术制备纳米材料 |
1.3.1 超重力技术的发展历程及现状 |
1.3.2 超重力环境的模拟及工作原理 |
1.3.3 超重力法制备纳米材料理论基础 |
1.3.4 超重力法制备纳米材料研究进展 |
1.4 纳米颗粒的分散 |
1.4.1 纳米颗粒的团聚和分散 |
1.4.2 纳米氧化锌的表面改性 |
1.4.3 纳米分散体及其制备方法 |
1.5 纳米复合材料的制备及应用 |
1.5.1 纳米复合材料简介 |
1.5.2 有机无机纳米复合材料 |
1.5.3 ZnO树脂基纳米复合材料的研究进展 |
1.6 课题目的、意义及重要性 |
1.7 本课题研究的主要内容 |
第二章 超重力法制备纳米ZnO单分散体 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器与设备 |
2.2.3 实验步骤 |
2.2.4 产品表征与分析 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 釜式法制备工艺条件对ZnO纳米颗粒分散性能的影响 |
2.3.2 超重力法制备工艺条件对ZnO纳米颗粒形貌的影响 |
2.3.3 超重力法与釜式法的对比 |
2.4 本章小结 |
第三章 PLA/ZnO透明纳米复合材料的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器与设备 |
3.2.3 实验步骤 |
3.2.4 产品表征与分析 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 二氯甲烷相ZnO纳米分散体的改性工艺研究 |
3.3.2 PLA/ZnO纳米复合材料光学性能和耐光老化性能 |
3.3.3 PLA/ZnO/CWO纳米复合材料的光学性能和隔热性能 |
3.4 本章小结 |
第四章 EC/ZnO@SiO_2透明纳米复合材料的制备与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验仪器与设备 |
4.2.3 实验步骤 |
4.2.4 产品表征与分析 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 超重力技术结合反相微乳液法制备ZnO@SiO_2分散体的工艺研究 |
4.3.2 ZnO@SiO_2分散体的微观结构和性能 |
4.3.3 EC/ZnO@SiO_2纳米复合材料的光学性能和耐光老化性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 EC/NaCWO/ZnO@SiO_2透明纳米复合材料的制备与性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 实验仪器与设备 |
5.2.3 实验步骤 |
5.2.4 产品表征与分析 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 湿化学法制备NaCWO分散体的工艺研究 |
5.3.2 NaCWO的生长机理 |
5.3.3 NaCWO的微观结构 |
5.3.4 NaCWO分散体的光学性能 |
5.3.5 EC/NaCWO纳米复合材料的光学性能 |
5.3.6 EC/NaCWO/ZnO@SiO_2纳米复合材料的光学性能和耐光老化性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 后续研究方向 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间的研究成果 |
导师与作者简介 |
附件 |
(6)基于实验和理论的纳米氧化锌/聚丙烯复合膜中氧化锌的迁移研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 聚丙烯材料 |
1.2 纳米氧化锌 |
1.3 分子动力学模拟简介 |
1.4 本课题研究意义与主要研究内容 |
2 纳米氧化锌/聚丙烯复合膜的制备及其性能研究 |
2.1 前言 |
2.2 材料与仪器 |
2.3 实验方法 |
2.4 结果与讨论 |
2.5 本章小结 |
3 纳米氧化锌/聚丙烯复合膜中锌向乙酸食品模拟物的迁移研究 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.4 本章小结 |
4 纳米氧化锌/聚丙烯中纳米团簇扩散的分子动力学模拟 |
4.1 前言 |
4.2 模型建立及模拟 |
4.3 结果与讨论 |
4.4 本章小结 |
5 基于实验和理论的扩散系数及分配系数的比较 |
5.1 前言 |
5.2 扩散系数和分配系数的计算 |
5.3 结果与讨论 |
5.4 本章小结 |
6 全文总结与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 A |
附录 B |
附录 C |
附录 D |
致谢 |
在学期间发表的学术论文及科研成果清单 |
(7)纤维—氧化锌复合材料的制备与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 有机-无机杂化材料概述 |
1.1.1 有机-无机杂化材料的制备方法 |
1.1.2 有机-无机杂化材料的应用 |
1.2 ZnO概述 |
1.2.3 ZnO的抗菌机理及应用 |
1.2.4 纳米ZnO抗紫外老化性能的研究 |
1.2.5 ZnO对聚合物的增强作用 |
1.3 细菌纤维素和玻璃纤维的研究及应用 |
1.3.1 细菌纤维素 |
1.3.2 玻璃纤维 |
1.4 纤维对聚烯烃材料的改性研究 |
1.5 本论文研究的目的及意义 |
1.6 本论文主要研究内容 |
2 实验药品与仪器 |
2.1 实验药品、仪器与原料 |
2.1.1 主要药品与原料 |
2.1.2 主要实验设备 |
2.2 试样制备 |
2.2.1 BC-ZnO杂化物的制备 |
2.2.2 BC-ZnO/LLDPE复合薄膜的制备 |
2.2.3 GF-ZnO杂化物的制备 |
2.2.4 GF-ZnO/PP复合材料的制备 |
2.3 分析性能测试 |
2.3.1 X射线衍射仪(XRD)测试 |
2.3.2 差示扫描量热仪(DSC)测试 |
2.3.3 扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析 |
2.3.4 力学性能测试 |
2.3.5 抗紫外老化测试 |
2.3.6 抗菌性能测试 |
2.3.7 紫外吸收性能测试 |
3 BC-ZnO材料的制备及改性LLDPE薄膜的研究 |
3.1 BC-ZnO杂化物的性能研究 |
3.1.1 不同锌源对BC-ZnO杂化物的影响 |
3.1.2 反应时间对BC-ZnO杂化物的影响 |
3.2 BC-ZnO杂化物改性LLDPE膜及性能研究 |
3.2.1 反应时间对BC-ZnO/LLDPE复合薄膜的影响 |
3.2.2 杂化物添加量对BC-ZnO/LLDPE复合薄膜性能的影响 |
4 GF-ZnO材料的制备及改性PP材料的研究 |
4.1 GF-ZnO杂化物的性能研究 |
4.1.1 GF-ZnO杂化物的形貌分析 |
4.1.2 不同碱源对GF-ZnO杂化物的影响 |
4.1.3 不同锌源对GF-ZnO杂化物的影响 |
4.1.4 反应时间对GF-ZnO杂化物的影响 |
4.2 GF-ZnO杂化物在PP材料中的应用 |
4.2.1 GF和ZnO掺入方式对PP材料的影响 |
4.2.2 反应时间对GF-ZnO/PP复合材料的影响 |
4.2.3 不同含量GF-ZnO杂化物对PP复合材料的影响 |
5 结论 |
6 展望 |
7 参考文献 |
8 攻读硕士论文期间发表论文情况 |
9 致谢 |
(8)纳米氧化物颗粒的表面改性及其应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
插图索引 |
附表索引 |
缩略词 |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 纳米颗粒的团聚 |
1.2.1 纳米颗粒的团聚现象及机理 |
1.2.2 纳米颗粒产生团聚的驱动力 |
1.3 纳米颗粒的表面改性 |
1.3.1 纳米颗粒表面改性的基本概念及意义 |
1.3.2 颗粒表面改性方法 |
1.4 表面改性剂 |
1.5 颗粒在溶液中的吸附机理及影响因素 |
1.5.1 颗粒在液体中的吸附机理 |
1.5.2 影响颗粒在溶液中吸附量的主要因素 |
1.5.3 颗粒在液体中的吸附模型 |
1.5.4 吸附在纳米颗粒表面改性中的应用 |
1.6 聚合物基纳米复合材料 |
1.6.1 聚合物基纳米复合材料及其分类 |
1.6.2 聚合物无机纳米复合材料的制备方法 |
1.6.3 聚合物无机纳米复合材料的性能 |
1.7 论文的研究目的和主要研究内容 |
1.7.1 研究目的 |
1.7.2 论文的主要研究内容 |
第2章 实验 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 纳米氧化物的改性实验 |
2.2.2 聚丙烯/纳米氧化物复合材料的制备 |
2.3 样品的表征与检测 |
2.3.1 吸附样品相关参数的测量与表征 |
2.3.2 聚合物复合材料的性能测试 |
第3章 纳米 SiO_2颗粒表面的吸附改性研究 |
3.1 引言 |
3.2 阳离子型表面活性剂在纳米 SiO_2表面上的吸附 |
3.2.1 CTAB 和 TPB 在纳米 SiO_2上的吸附机理与模型 |
3.2.2 CTAB 和 TPB 吸附对纳米 SiO_2表面电性质的影响 |
3.2.3 CTAB 吸附对纳米 SiO_2分散稳定作用 |
3.3 非离子型聚合物在纳米 SiO_2表面的吸附 |
3.3.1 PEO 在纳米 SiO_2上的吸附量分析 |
3.3.2 PEO 吸附对纳米 SiO_2表面电性质的影响 |
3.3.3 PEO 吸附对纳米 SiO_2的分散稳定作用 |
3.4 阳离子表面活性剂与 PEO 在纳米 SiO_2颗粒表面的共同吸附 |
3.4.1 CTAB/PEO 混合体系在纳米 SiO_2颗粒上的吸附量分析 |
3.4.2 CTAB/PEO 二元混合体系在纳米 SiO_2上吸附构型分析 |
3.4.3 CTAB/PEO 混合体系对纳米 SiO_2的分散稳定作用 |
3.5 本章小结 |
第4章 纳米 ZnO 颗粒表面的吸附改性研究 |
4.1 引言 |
4.2 阴离子表面活性剂 SDS 在纳米 ZnO 表面的吸附 |
4.2.1 SDS 在纳米 ZnO 上的吸附量分析 |
4.2.2 PEO 吸附对纳米 ZnO 的分散稳定作用 |
4.3 非离子型聚合物在纳米 ZnO 表面的吸附 |
4.3.1 PEO 在纳米 ZnO 上的吸附量分析 |
4.3.2 PEO 吸附对纳米 ZnO 表面电性质的影响 |
4.3.3 PEO 吸附对纳米 ZnO 的分散稳定作用 |
4.4 阴离子型表面活性剂 SDS 和 PEO 在纳米 ZnO 颗粒表面的共同吸附 |
4.4.1 SDS/PEO 混合体系在纳米 ZnO 颗粒上的吸附量分析 |
4.4.2 SDS/PEO 混合体系在纳米 ZnO 颗粒上吸附构型的变化 |
4.4.3 SDS/PEO 混合体系对纳米 ZnO 的分散稳定作用 |
4.5 本章小结 |
第5章 偶联剂改性纳米 ZrO_2及 PP/ZrO_2复合材料的力学性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 硅烷偶联剂改性纳米 ZrO_2 |
5.2.1 A151 修饰对纳米 ZrO_2表面物理化学性质的影响 |
5.2.2 A151 修饰对纳米 ZrO_2颗粒润湿性能的影响 |
5.3 PP/ZrO_2复合材料的力学性能研究 |
5.3.1 PP/ZrO_2纳米复合材料的拉伸强度分析 |
5.3.2 PP/ZrO_2纳米复合材料的冲击性能分析 |
5.3.3 PP/ZrO_2纳米复合材料的弯曲强度分析 |
5.3.4 PP/ZrO_2纳米复合材料的结晶行为分析 |
5.3.5 PP/ZrO_2纳米复合材料的摩擦磨损性能分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 Na-MMT 的插层改性及 PP/MMT 复合材料性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 OTAC 对 Na-MMT 的插层改性 |
6.2.1 改性前后 MMT 表面化学性质的变化 |
6.2.2 OTAC 用量对 MMT 层间距的影响 |
6.2.3 OTAC 在有机蒙脱土中的吸附构型分析 |
6.2.4 OTAC 用量对蒙脱土表面润湿性能的影响 |
6.2.5 改性前后 Na-MMT 的表面形貌分析 |
6.3 聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料力学性能的研究 |
6.3.1 聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的拉伸性能分析 |
6.3.2 聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的冲击性能分析 |
6.4 聚丙烯/蒙脱土复合材料的热降解性能研究 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读博士学学位期间发表和撰写论文目录 |
(9)LLDPE/LDPE共混和复合膜的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 前言 |
1.1 线性低密度聚乙烯(LLDPE)概述 |
1.2 LLDPE/聚烯烃共混改性研究进展 |
1.2.1 线性低密度聚乙烯/聚丙烯(LLDPE/PP) |
1.2.2 线性低密度聚乙烯/高密度聚乙烯(LLDPE/HDPE) |
1.2.3 线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯(LLDPE/LDPE) |
1.3 LLDPE/无机纳米粒子复合改性研究进展 |
1.4 LLDPE/LDPE/无机纳米粒子研究进展 |
1.5 纳米ZnO |
1.5.1 纳米ZnO概述 |
1.5.2 纳米ZnO增强增韧机理 |
1.5.3 纳米ZnO的团聚机理及改性目的 |
1.5.4 纳米ZnO改性方法 |
1.6 纳米粒子/聚合物复合材料的制备方法 |
1.6.1 溶胶-凝胶法(Sol-Gel) |
1.6.2 原位聚合法 |
1.6.3 插层复合法 |
1.6.4 共混法 |
1.6.5 其他 |
1.7 本论文的研究目的与意义 |
1.8 本论文研究内容 |
2 材料与方法 |
2.1 原料与设备 |
2.1.1 主要原料 |
2.1.2 主要设备 |
2.2 试样制备 |
2.2.1 LLDPE/LDPE共混膜的制备 |
2.2.2 纳米ZnO的表面改性 |
2.2.3 LLDPE/纳米ZnO母粒的制备 |
2.2.4 LLDPE/LDPE/纳米ZnO复合膜的制备 |
2.3 分析与性能测试 |
2.3.1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析 |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)观察 |
2.3.3 差示扫描量热(DSC)分析 |
2.3.4 偏光显微镜(POM)分析 |
2.3.5 毛细管流变性能 |
2.3.6 力学性能测试 |
2.3.7 塑化曲线测定 |
2.3.8 熔体流动速率的测定 |
2.3.9 透湿性能测试 |
3 结果与讨论 |
3.1 LLDPE/LDPE共混体系 |
3.1.1 LLDPE/LDPE共混体系的结性能 |
3.1.2 LLDPE/LDPE共混膜的力学性能 |
3.1.3 LLDPE/LDPE共混体系的毛细管流变性能 |
3.1.4 LLDPE/LDPE共混膜透湿性能 |
3.1.5 不同LDPE对LLDPE/LDPE共混体系的影响 |
3.2 KH550改性纳米ZnO的红外表征(FTIR) |
3.3 LLDPE/纳米ZnO复合体系 |
3.3.1 LLDPE/纳米ZnO复合膜拉伸性能 |
3.3.2 LLDPE/纳米ZnO复合膜直角撕裂性能 |
3.4 LLDPE/LDPE/KH550改性纳米ZnO复合体系 |
3.4.1 LLDPE/LDPE/KH550改性纳米ZnO复合体系的形态 |
3.4.2 LLDPE/LDPE/KH550改性纳米ZnO复合体系的DSC分析 |
3.4.3 LLDPE/LDPE/KH550改性纳米ZnO复合膜的力学性能 |
3.4.4 LLDPE/LDPE/KH550改性纳米ZnO复合体系流变性能 |
3.4.5 LLDPE/LDPE/KH550改性纳米ZnO复合膜透湿性能 |
3.4.6 不同LDPE对LLDPE/LDPE/改性纳米ZnO复合膜力学性能的影响 |
4 结论 |
5 展望 |
6 参考文献 |
7 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
8 致谢 |
(10)LLDPE/纳米ZnO抗菌复合膜及复合材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 前言 |
1.1 聚合物/纳米材料概述 |
1.2 纳米材料的基本特征 |
1.3 纳米粒子的表面改性 |
1.3.1 纳米粒子的表面改性方法 |
1.3.2 纳米粒子表面改性的目的 |
1.4 无机纳米粒子增强增韧聚合物的机理 |
1.5 聚合物/纳米材料研究进展 |
1.5.1 聚合物/纳米复合膜应用及其研究现状 |
1.5.2 聚合物/纳米复合材料研究现状 |
1.5.3 抗菌剂的抗菌机理 |
1.5.4 抗菌薄膜的研究进展 |
1.5.5 纳米复合薄膜的制备技术 |
1.6 LLDPE/纳米ZnO的研究现状 |
1.6.1 纳米ZnO的应用 |
1.6.2 纳米ZnO的表面改性 |
1.6.3 LLDPE/纳米ZnO复合膜的抗菌机理及进展 |
1.6.4 LLDPE/纳米ZnO复合材料的研究现状 |
1.7 本论文研究目的与意义 |
1.8 本论文研究内容 |
2 材料与方法 |
2.1 原料与设备 |
2.1.1 主要原料 |
2.1.2 主要设备 |
2.2 试样制备 |
2.2.1 纳米ZnO粉体的表面改性 |
2.2.2 母料的制备 |
2.2.3 LLDPE/纳米ZnO抗菌复合膜的制备 |
2.2.4 LLDPE/纳米ZnO复合材料的制备 |
2.3 分析与性能测试 |
2.3.1 扫面电子显微镜(SEM)表征 |
2.3.2 差示扫描量热法(DSC)分析 |
2.3.3 力学性能测试 |
2.3.4 加工流变性能和毛细管流变测试 |
2.3.5 抗菌性能测试 |
2.3.6 光学性能测试 |
2.3.7 透湿性能测试 |
2.3.8 维卡软化点测试 |
3 结果与讨论 |
3.1 LLDPE/KH550改性纳米ZnO复合体系的SEM表征 |
3.2 LLDPE/KH550纳米ZnO复合体系的DSC分析 |
3.3 LLDPE/纳米ZnO抗菌复合膜 |
3.3.1 LLDPE/纳米ZnO复合膜的力学性能 |
3.3.2 LLDPE/纳米ZnO复合膜的抗菌性能 |
3.3.3 LLDPE/纳米ZnO复合膜的透明性能 |
3.3.4 LLDPE/纳米ZnO复合膜的透湿性能 |
3.4 LLDPE/纳米ZnO复合材料 |
3.4.1 LLDPE/纳米ZnO复合材料的力学性能 |
3.4.2 LLDPE/纳米ZnO复合材料的毛细管流变性能 |
3.4.3 LLDPE/KH550改性纳米ZnO复合材料的加工流变性能 |
3.4.4 LLDPE/纳米ZnO复合材料的维卡软化点 |
4 结论 |
5 展望 |
6 参考文献 |
7 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
8 致谢 |
四、纳米ZnO/PP复合材料性能研究(论文参考文献)
- [1]纳米ZnO-RTV复合材料的制备与抗紫外性能研究[J]. 骆守康,谢从珍,王瑞,李立浧,杨杰. 绝缘材料, 2021(12)
- [2]聚丙烯非织造布负载纳米氧化锌/纤维素纳米晶复合功能材料的制备及其性能研究[D]. 关莹. 浙江理工大学, 2021(02)
- [3]ZnO晶面对聚合物结晶及其力学性能影响研究[D]. 姚建琪. 宁夏大学, 2021
- [4]改性微纳米ZnO对LDPE绝缘性能的影响[D]. 赵鹏. 北京化工大学, 2020(02)
- [5]单分散纳米氧化锌及其透明复合材料的制备和性能研究[D]. 黄谢君. 北京化工大学, 2019(06)
- [6]基于实验和理论的纳米氧化锌/聚丙烯复合膜中氧化锌的迁移研究[D]. 陈洪标. 暨南大学, 2018(02)
- [7]纤维—氧化锌复合材料的制备与应用[D]. 韦振毅. 天津科技大学, 2018(04)
- [8]纳米氧化物颗粒的表面改性及其应用研究[D]. 刘华斌. 湖南大学, 2012(03)
- [9]LLDPE/LDPE共混和复合膜的制备与性能研究[D]. 秦小梅. 天津科技大学, 2011(04)
- [10]LLDPE/纳米ZnO抗菌复合膜及复合材料的制备与性能研究[D]. 秦宗杰. 天津科技大学, 2010(03)