聚合物/云母复合材料的制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

用无机粒子对高分子材料进行改性已有很长的历史，无机粒子与聚合物复合材料从最初的增量、降低成本，发展到后来的增强、增韧基体树脂以替代某些工程塑料，如生物医用高分子、粘结性塑料磁体及压电体、填充型导电塑料、压敏塑料、智能高分子材料等[1]。具有高介电常数、低介电损耗的柔性聚合物基复合材料在电子电气行业和能源等领域有重要的应用前景。国内外近年来在界面修饰、控制填充量、填料、偶联剂及增容剂等方面进行了探索，以期提高其力学，热学及电学性能。

聚合物/无机粒子复合材料的制备方法，文献报道中最为常见的有插层复合法、共混法、原位聚合法等几大类[2]。插层复合法是利用层状无机物作为主体，通过熔体或溶液介质，让一层或多层有机单体或聚合物插入无机物的层间间隙，从而使有机、无机材料达到纳米级复合。共混法是首先合成出各种形态的无机粒子，然后直接通过共混设备对聚合物和无机粒子进行加工、复合。该方法是最简单最常见的方法，适合各种形态的粒子。为防止粒子团聚，共混前要对粒子进行表面处理。原位合成法是指首先在单体溶液中使无机粒子均匀分散，采用的方法有超声波分散和机械共混，然后在一定条件下就地进行聚合，使无机粒子良好分散在复合材料中的一种制备方法。这种方法反应条件温和，分散均匀，同时，原位聚合只经过一次聚合过程，不需热加工，因此避免了由此产生的降解，保证了各项性能的稳定，但其使用有较大的局限性。本次实验以云母作为填充的无机粒子，通过共混法，流延或热压成型，制备pp/云母复合材料和pvdf/云母复合材料，工艺成熟，成本低廉。共混法类似于聚合物的共混改性，是聚合物与无机纳米粒子的共混，该法是制备杂化材料最简单的方法，适合于各种形态的纳米粒子；共混法制备技术虽然简单易操作，组分浓度控制容易，但所制备的杂化材料中有机或无机组分容易聚集，相分离现象严重，不利于杂化材料的均匀化，为了防止无机粒子的团聚，在共混前需要对其进行表面处理，如采用分散剂、偶联剂和(或)表面功能改性剂等综合处理；流延法生产工艺是指树脂经挤出机熔融塑化，通过狭缝机头模口挤出，使熔料紧贴在冷却辊筒上，经过拉伸、切边、卷取等工序制备材料的方法；热成型法是塑料加工业中简单、普遍之加工方法，主要是利用加热加工模具后，注入试料，以压力将模型固定于加热板，控制试料之熔融温度及时间，以达融化后硬化、冷却，再予以取出模型成品即可。

聚合物/无机粒子复合材料的性能表征，用光谱技术来表征材料的无序特性、很小的微区尺寸以及两相间动力学行为和化学特性之间的差异。用紫外吸收谱、红外光谱和光电子能谱来表征复合体的组成。扫描电镜、透射电镜和x-射线散射谱可用于研究复合体系的结构。力学分析、热行为分析和介电谱可用于研究复合材料的力学，热学及电学性能性能。

2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容

材料制备：以云母作为填充的无机粒子，通过共混法，流延或热压成型，制备pp/云母复合材料和pvdf/云母复合材料。

材料表征：对pp/云母复合材料和pvdf/云母复合材料进行结构表征和性能测试，通过xrd、tem、sem、afm、ftir等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析，并采用dsc、tg、万能力学试验机、lcr介电频谱仪等进行性能分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的实验原料的基本性质和实验仪器的使用方法。确定实验方案，完成开题报告；翻译英文文献。

第4－9周：根据实验方案，进行pp/云母复合材料和pvdf/云母复合材料制备实验。

第10－12周：采用xrd、sem、dsc、afm、ftir、cv等测试技术对复合材料的物相、显微结构、电化学性能、力学性能等性能进行测试

4. 参考文献（12篇以上）

[1]朱连超，彭红瑞.无机纳米粒子/聚合物复合材料研究性能，青岛化工学院学报，2002,23(2):1-7.

[2]李晓华，王文.聚合物/无机纳米粒子复合材料的研究进展.中国粉体工业，2006，（2）：9-13.

[3]朱静安，刘伟.云母填充改性聚丙烯的研究.大连理工大学化工学院,1994,11(4):23-27.