聚双环戊二烯/纳米SiO复合材料的制备及表征

摘要

近年来，聚合物基纳米二氧化硅(Nano-SiO2)复合材料是纳米复合材料的一个研究热点方向。本课题在总结了聚合物基Nano-SiO2复合材料的研究进展的基础上，采用物理负载和化学负载的方法将钨-酚络合催化剂负载到了Nano-SiO2上，并利用此负载型催化剂制备出了聚双环戊二烯(PDCPD)/Nano-SiO2复合材料。
　　 主要包括以下方面内容：
　　 1.采用WD-57和DB-171两种偶联剂对Nano-SiO2进行了表面改性，进行了红外光谱图分析，证明了Nano-SiO2改性前后的区别。应用安瓿瓶实验分析对比了不同偶联剂对聚合的影响，考察了温度、催化剂用量、凝胶时间等相关工艺参数。结果表明：WD-57改性的Nano-SiO2要比DB-171改性的Nano-SiO2活性要好，双环戊二烯(DCPD)单体与钨的最佳摩尔比为1200:1，Al/W的最佳摩尔比为20:1，温度控制在80℃。
　　 2.采用两种化学方法进行负载：(1)通过化学反应将特殊的酚键合到了Nano-SiO2上，合成出了大分子配体，而后再与六氯化钨(WCl6)生成钨酚配合物，形成新型负载型催化剂；(2)在催化剂的存在下，使钨酚络合物与Nano-SiO2进行反应，得到硅氧键直接与钨原子相连的负载型催化剂。
　　 通过扫面电镜成分(EDS)分析、热失重(TG)分析，结果表明：通过化学的方法成功地制备出了两种新型的负载型催化剂。
　　 3.使用自制的负载催化剂，以烷基铝为助催化剂，在拟RIM装置上对双环戊二烯进行了注射反应成型工艺研究，优化了安瓿瓶实验配方和反应条件，制备出了PDCPD/Nano-SiO2纳米复合材料复合材料。通过扫描电镜、差热失重等仪器分对所制材料的结构与性能进行了表征，用电子万能材料试验机和冲击仪对所制材料的机械性能进行了测试。结果表明：通过物理负载和化学负载的方式能够成功制备PDCPD/Nano-SiO2复合材料；材料的拉伸性能从32.63MPa提升到48.16MPa，但冲击性能有下降的趋势。PDCPD/Nano-SiO2复合材料的热稳定性要比纯的PDCPD材料的稍好。