P(3,4)HB/二氧化硅微球复合材料的制备与表征开题报告

1. 研究目的与意义

可生物降解聚酯弹性体,具有分子结构设计灵活性、性能可调节性、良好的可生物降解性等优点，但这类材料的力学性能还不够高，在一定程度上限制了其应用。

纳米二氧化硅能够对弹性体起到优异的补强效果,且已被美国食品和医药管理局批准在食品、化妆品和医药中应用。

因此，本课题采用原位聚合法制备可生物降解的二氧化硅/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)（sio2/p（3,4）hb）纳米复合材料，并对其结构与性能进行表征，扩大此类可生物降解弹性体的应用范围。

2. 国内外研究现状分析

要达到弹性体增强和增韧的目的，必须保证纳米粒子在基体中分散均匀、粒径间距及界面作用力合适。无机填料在基体中的分散状况与无机粒子的比表面积、表面自由能、填料与基体间的相容性以及基体自身的粘度等因素有关，防止纳米粒子自身团聚，实现粒子以纳米尺度分散于基体中是制备聚合物基纳米复合材料的关键。国内外研究学者已报道了多种方法以达到粒子在纳米尺度上与聚合物结合从而制备纳米复合材料，其中研究较多的包括纳米粒子表面改性、插层法、原位聚合法。其中，纳米粒子表面改性是通过各种表面活性剂与纳米粒子表面发生化学和物理作用来改变粒子表面状态，产生新的物理、化学特性以适应不同的应用要求。大致有以下几种：1)机械化学改性、2)表面覆盖改性、3)外膜层改性、4) 热处理改性、5）局部活性改性。

将二氧化硅填料添加到弹性体中可以提高材料在商业应用中的综合性能。人们期望在不同的硫化体系中混入不同的纳米填料以提高填料与弹性体分子链之间的相互作用。国内外学者关于纳米粒子与材料复合的方法研究情况如下：

chen，gd等人采用溶胶-凝胶法(sol．gel)制备了四种不同粒径的乙基三乙氧基硅烷改性的二氧化硅溶胶，并用于原位聚合制备可溶性的丙烯酸基的聚氨酯／纳米二氧化硅复合材料。研究表明，未改性的二氧化硅溶胶粒子在聚合物基体中很容易团聚，而改性后的二氧化硅粒子则在聚合物中得到较好的分散；但如果粒子粒径太小的话，改性后的二氧化硅仍趋向于团聚；和原始尺寸相比，改性后的二氧化硅粒子在丙烯酸树脂中粒径略微变大；二氧化硅粒子的加入提高了丙烯酸基聚氨酯材料的磨耗性能和拉伸性能，改性后的二氧化硅作用效果尤其明显，这主要归功于聚合物基体中更强的相互作用和更好的分散。

3. 研究的基本内容与计划

1、制备二氧化硅微球并进行改性

2、通过红外光谱仪表征纳米二氧化硅改性前后的结构特性，通过sem扫描电镜观察二氧化硅改性前后的粒径和表面形貌

3、制备纳米sio2与聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的复合材料

4. 研究创新点

采用改进的 Stber 法，在浓氨水作催化剂条件下，无水乙醇为溶剂，正硅酸乙酯为硅源，通过水解缩聚反应形成二氧化硅微球。