聚乙烯醇纳米二氧化硅复合薄膜的制备及性能.pdf

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1、第23卷第1期高分子材料科学与工程VO1.239NO.12OO7年1月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENINEERINJan.2OO71111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111聚乙烯醇纳米二氧化硅复合薄膜的制备及性能孟祥胜9王鹏9毛桂洁(哈尔滨工业大学市政环境工程学院绿色化学与技术研究中心9黑龙江哈尔滨15OO9OD摘要:采用改性纳米二氧化硅9利用熔融挤出法制备出聚乙烯醇纳米二氧化硅复合薄膜9考察了纳米二氧化硅粉体对复合薄膜综合性能的影响结果表明9改性纳米二氧化硅粉体在聚乙

2、烯醇薄膜中分散均匀9纳米二氧化硅粉体的加入可使聚乙烯醇薄膜的熔融温度降低1OC左右9热分解温度提高3OC9断裂伸长率提高为原来的142%9耐水性提高为原来的2.4倍9且当纳米二氧化硅粉体的添加量在O.3%以上时9聚乙烯醇薄膜材料在2OOnm~28Onm波长范围内的紫外线透过率均为零关键词:聚乙烯醇;纳米二氧化硅;复合薄膜中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:1OOO-7555(2OO7DO1-O133-O4聚乙烯醇(PVAD薄膜具有良好的生物降业级9购自山西三维集团股份有限公司解性~气体阻隔性~透明性~抗静电性~强韧性~.2主要仪器及设备耐有机溶剂等性能9因此受到国

3、内外研究者的塑料挤出机:SJ-2O>25型9购自哈尔滨特普遍关注[1种塑料制品有限公司;MCL-2型微波化学实验但由于聚乙烯醇属水溶性高分子9耐水性较差9且分子内存在大量的氢键9使其具仪:四川大学无线电系改装研制;微型高速万能有较高的结晶度9其分解温度与熔融温度接试样粉碎机:购自天津市泰斯特仪器有限公司;近[29这些问题制约了聚乙烯醇薄膜的大规模多头磁力加热搅拌器:HJ-4型9购自常州国华生产和推广应用本文将改性纳米二氧化硅粉电器有限公司;752型紫外光栅分光光度计:山体引入到聚乙烯醇薄膜基体9研究开发出基于东高密分析仪器厂产品;电子万能试验机:熔融共混法的聚乙烯醇纳米二氧

4、化硅复合薄WD-1型9长春第二材料试验机厂产品;扫描电膜的制备工艺9并对复合薄膜的结构及力学性子显微镜:HITACHIS-47OO型9购自日本Hi-能~耐水性~光学性能~热性能等进行了表征测tachi公司;差示扫描量热分析仪:DSC-7型9购试9取得了令人满意的结果自美国PE公司9升温速率为1OCmin9氮气气氛;热重分析仪:TA-7型9购自美国PE公司9实验部分升温速率为1OCmin9空气气氛;红外光谱仪:.主要原料及试剂37OFTIR型9德国BRUKER9EOUINOX55;旋纳米二氧化硅:粒径1OOnm9购自海川转阳极X射线衍射仪:DmaX-rB12W型9购化工有限公

5、司;丙三醇:分析纯9购自天津市科自日本理学电机公司9C阳极9石墨单色器9电密欧化学试剂开发中心;乙二醇:分析纯9购自压5OV9电流5OmA;材料拉伸强度~断裂伸长天津市纵横兴工贸有限公司化工试剂分公司;率按B13O22-1991测定硅烷偶联剂SCA-16O3:分析纯9哈尔滨化工研.3试样制备究所实验厂产品;浓硫酸:分析纯9购自莱阳市.3.纳米二氧化硅的表面改性:将占粉体质双双化工有限公司;无水乙醇:分析纯9天津市量6%的偶联剂和1.25%的浓硫酸加入到乙醇东丽区天大化学试剂厂产品;聚乙烯醇1788:工的水溶液中(无水乙醇与水的体积比为1=1D9收稿日期:2OO5-1O-O9

6、;修订日期:2OO6-O2-17联系人:王鹏9E-mai1:pwang73hit.ed.cn134高分子材料科学与工程2007年搅拌均匀9使偶联剂水解一段时间O然后将经过10C9高温分解温度随其含量的增加有较大幅干燥的纳米二氧化硅分散于其中9在微波功率度的上升9可上升30CO二者的温差也呈现出为320的条件下反应数十分钟O真空干燥9用增大的趋势O由此可以看出9改性纳米二氧化硅万能粉碎机超细粉碎9待用O的加入9不仅可以降低复合薄膜加工的难度9而1.3.2聚乙烯醇/纳米二氧化硅复合薄膜的制且扩大了薄膜的使用温区O备,采用熔融共混法制备复合薄膜9挤出温度设[4]曲Fig.1为复合

7、材料在空气中的热失重置为168C-180C-178C-175C9螺杆转线图O结果表明9在高温区薄膜的热失重程度随速为12r/minO工艺流程如下(增塑剂[3]为丙三改性纳米二氧化硅添加量的增加而减小9薄膜醇与乙二醇的混合物),的热稳定性有好的改善OTab.1Thecharacteristicofmeltingandde-composingofPVA/nano-silicacom-Fig.2Effectofcontentofnano-silicaontensilepositematerialsstrengthofco