EPDM-BA复合Al/CdS低红外发射率薄膜的制备与性能研究

摘要

三元乙丙橡胶(EPDM)在8～14μm波段无强吸收基团，红外透明性好。金属铝粉具有较低的发射率和较高的反射率，在红外隐身材料中广为应用，偶联剂可以将有机材料和无机材料复合起来，使有机与无机材料实现性能优势互补，从而制备低红外发射率复合材料。
　　以三元乙丙橡胶为主要成膜物质，分别采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)单体，通过溶液接枝聚合对其进行改性。试验表明低红外发射率薄膜基体EPDM-BA的性能较好，最佳实验条件为：T=90～100℃，t=4.5～5h，[BPO]=8×10-3mol·L-1，探讨了反应温度、时间、引发剂与产物接枝率的关系。IR测试表明接枝聚合物EPDM-BA的红外透过率达到85％以上；机械性能测试表明，薄膜附着力为GB1727-79七级，薄膜柔韧性为GB1731-931mm，薄膜GB1732-93耐冲击力≥50cm。DSC测试表明薄膜热分解温度375.6℃，玻璃化温度-33.5℃。三元乙丙橡胶接枝丙烯酸丁酯的耐热性、耐老化性、耐酸碱性、以及各种机械性能较好，可以作为低红外发射率有机/无机复合膜的成膜物质。
　　以硫代乙酰胺为沉淀剂，通过均匀沉淀法制备了Al/CdS包覆粒子，并研究了不同的温度、Al粉加入量、反应时间等实验条件对生成复合粒子的影响，得到最适合的反应条件：反应温度70℃，反应时间6h，Al粉1.7g，缓冲溶液为V(0.2mol·L-1HAc)∶V(0.7mol·L-1NaAc)=3∶1。SEM测试表明，Al粉被CdS完全包覆，其金属光泽被有效的遮盖，紫外-可见分光光度计测试表明反射比达到了70%以上，复合粒子整体上体现金属粉的红外性质。
　　以乙烯基三甲氧基硅烷(1202)为偶联剂，通过共混法制备了有机/无机复合红外隐身膜。SEM测试表明，有机物与无机物之间复合较好，无机物在有机物中以包裹状存在。红外发射率测试表明所制薄膜的最低红外发射率达到0.65，这在以有机高聚物为主体的低发射率薄膜中的报道中相对较低。

目录

EPDM-BA复合Al/CdS低红外发射率薄膜的制备与性能研究

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摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 项目背景

1.1.1 红外隐身的基本原理

1.1.2 国内外低发射率隐身材料的研究现状

1.1.3 红外低发射率材料

1.1.4 三元乙丙橡胶的应用与改性

1.2 超细粉体的制备及粒子复合技术

1.2.1 机械法

1.2.2 异相凝聚法

1.2.3 种子异相聚合法

1.2.4 微乳液法

1.2.5 液相沉积法

1.3 有机/无机复合薄膜的制备

1.3.1 溶胶-凝胶法

1.3.2 混合法

1.3.3 原位聚合法

1.3.4 插层复合法

1.4 本课题主要研究内容

第2章 实验方法及条件

2.1 实验药品和实验仪器

2.1.1 实验药品

2.1.2 实验仪器

2.2 EPDM-BA复合Al/CdS薄膜的制备和表征

2.2.1 EPDM-BA复合Al/CdS薄膜的制备

2.2.2 EPDM-BA复合Al/CdS薄膜的表征

2.3 EPDM-BA复合Al/CdS薄膜性能测试

2.3.1 成膜物质红外区透光率的测试

2.3.2 紫外-可见光反射比的测试

2.3.3 形貌测试

2.3.4 机械性能测试

2.3.5 发射率测试

第3章 EPDM接枝聚合物的制备和性能表征

3.1 EPDM-MMA、EPDM-BA的制备

3.1.1 基本原理

3.1.2 实验工艺

3.1.3 反应因素对接枝率的影响

3.2 接枝聚合产物的表征

3.2.1 IR测试

3.2.2 机械性能的测试

3.2.3 DSC测试

3.2.4 TG-DTA测试

3.2.5 UV-Vis测试

3.3 本章小结

第4章 Al/CdS复合粒子的制备和性能表征

4.1 均匀沉淀法制备Al/CdS复合粒子

4.1.1 Al/CdS复合粒子制备的基本原理

4.1.2 实验工艺

4.1.3 实验条件对Al/CdS复合粒子的影响

4.2 包覆式复合粒子Al/CdS的性能表征

4.2.1 粒径分布测试

4.2.2 IR测试

4.2.3 XRD测试

4.2.4 SEM测试

4.3 本章小结

第5章 EPDM-BA复合Al/CdS低红外发射率薄膜的性能测试及研究

5.1 共混法制备EPDM-BA复合Al/CdS薄膜

5.1.1 实验工艺

5.1.2 偶联剂的选择

5.1.3 粉体偶联时温度的影响

5.1.4 硅烷水解溶剂的影响

5.2 EPDM-BA复合Al/CdS薄膜的性能表征与分析

5.2.1 IR测试

5.2.2 紫外-可见光反射比的测试

5.2.3 SEM测试

5.2.4 TG-DTA测试

5.2.5 红外发射率测试及影响因素

5.3 EPDM-BA复合Al/CdS薄膜在红外隐身中的应用前景探索

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致 谢