原位溶胶-凝胶法制备SiO2/PVA纳米复合材料开题报告

1. 研究目的与意义

纳米复合材料已受到越来越多科研工作者的关注，其在制备聚合物基无机纳米复合材料领域展现出了广阔的应用前景。目前，SiO2纳米复合材料的制备工艺和实施方法很多，其目的都是为了寻求纳米 SiO2在基体中的纳米级单分散，以求得到性能改善，达到综合效果。纳米粒子表面能大，以纳米粉体共混时极易团聚成二次粒子，失去纳米粒子所具有的功能。在对纳米粒子表面改性过程中，由于偶联剂的自聚、交联以及纳米粒子与介质的界面稳定性等因素，也会造成团聚现象。这一直是制备和研究 SiO2纳米复合材料的重点和难点，也是限制其应用的主要技术瓶颈。为了克服SiO2纳米粒子在基体材料中分散和相容性问题。本论文设计的方案是在对纳米SiO2 对PVA进行改性，以聚乙烯醇、正硅酸乙酯为主要原料，利用溶胶-凝胶方法在聚乙烯醇中原位生成二氧化硅，并达到对聚乙烯醇改性的目的，本方法优点在于二氧化硅是在聚乙烯醇中原位生成的，导致此复合材料对二氧化硅的兼容性比较出色。

2. 国内外研究现状分析

目前，对pva的改性技术主要集中在以下几个方面：pva的热塑性改性；pva的水速溶性改性；pva的生物降解性改性；pva的耐水性改性。

1. pva的热塑性改性 由于pva的熔融温度与分解温度非常接近。难以热塑加工。因此,对pva进行改性，使pva的熔点低于其分解温度，实现pva的热塑加工成膜，具有巨大的经济效益和社会效益。对此,国内外竞相研究,并取得了一定进展。其要点是加入适量的水作为增塑剂，降低pva的熔点，使其低于pva的分解温度从而实现pva的成膜。但这些方法工艺复杂，对仪器设备和操作人员的素质要求高。近几年来，国外在改善pva热塑加工性能方面采用的方法有：(1)加入丙三醇、乙二醇、丙二醇等小分子物质进行增塑，但这些小分子在长期使用中易析出，影响制品的性能，所以应用较少；(2)加入单体原位聚合(如加入尼龙单体等)，形成与pva有互补结构的聚合物或辅以少量极性小分子物质，在pva体系中均匀分散并形成氢键作用，打乱pva分子的规整排列，使其结晶度及熔点降低；(3)与其他单体共聚，如

乙烯-乙烯醇；(4)控制分子量及醇解度，分子量越小，醇解度越低，其熔融温度越低。国内在这方面也有研究，其中四川大学王琪等通过制备与pva有互补结构的聚合物和增塑

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

1、pva水溶液的制备

2、正硅酸乙酯溶液的制备

4. 研究创新点

为了克服SiO2纳米粒子在基体材料中分散和相容性问题。本论文设计的方案是在对纳米SiO2 对PVA进行改性，以聚乙烯醇、正硅酸乙酯为主要原料，利用溶胶-凝胶方法在聚乙烯醇中原位生成二氧化硅，并达到对聚乙烯醇改性的目的，本方法优点在于二氧化硅是在聚乙烯醇中原位生成的，导致此复合材料对二氧化硅的兼容性比较出色。