光稳定性无机/有机复合微粒子的合成及应用

摘要

受阻胺光稳定剂(HALS)是自由基捕获剂的一种,作为聚合物的添加剂,可以在塑料、橡胶、薄膜、涂料等高分子材料中起到光稳定化作用.本研究报道了HALS大分子化的同时使其粒子化的方法,制备出含有受阻胺构造的无机/有机复合微粒子,并对其性能和作为表面改性剂的应用进行了研究.本研究选择超细SiO2微粒作无机载体,利用含有胺基的硅烷偶联剂对二氧化硅进行表面改性,使二氧化硅表面具有活性有机反应基团.分析发现,选用最少含量为10％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(DB792)作改性剂,改性效果达到最佳.随后采用液/固两相反应体系,含有胺基的SiO2分别和环氧树脂(E-44)和异氰酸酯(MDI)反应,由此制备光稳定性复合微粒子.最后,以E-44为聚合物基体,通过添加光稳定性复合微粒子后得到复合材料,并评价了该材料的力学性能及光稳定性,发现微粒子添加量在2％时其力学性能得到最大改善,SEM和硬度测试则表明复合微粒子能够均匀地迁移到材料的表面,HALS可以在表面起到光稳定化作用.经过自然老化试验和质量损失分析确定,复合微粒子质量占整个体系的2％~3％时,就能充分发挥其在环氧树脂中的抗老化作用,此时,HALS的含量仅为0.04％左右,大大少于目前通用的添加量,实现实用化的同时降低了成本.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1高分子材料的光降解和光稳定

1.2受阻胺HALS的作用机理

1.3受阻胺类光稳定剂的现状及开发进展

1.3.1 HALS的主要应用领域

1.3.2 HALS国内外发展现状

1.3.3 HALS的发展趋势

1.3.4存在问题

1.4本课题研究的目的和意义

1.5本课题研究的主要内容

第二章超微细SiO2表面改性

2.1前言

2.1.1超微细SiO2的应用

2.1.2 SiO2的表面改性

2.1.3 SiO2的表面改性常用方法

2.2实验部分

2.2.1实验原料

2.2.2实验设备及测试仪器

2.2.3主要测试项目

2.2.4二氧化硅表面改性

2.3结果与讨论

2.3.1偶联剂改性研究

2.3.2定量分析

2.4小结

第三章光稳定性复合微粒子的制备及性能研究

3.1前言

3.1.1复合材料发展概况

3.1.2功能复合材料的分类和应用

3.1.3功能性复合微粒子的发展和应用

3.2实验部分

3.2.1实验原料

3.2.2实验设备及测试仪器

3.2.3实验步骤

3.2.4主要测试项目

3.3结果与讨论

3.3.1复合微粒子粒径测试

3.3.2二次改性研究

3.3.3结构分析

3.3.4接枝情况比较

3.3.5接触角测试

3.3.6甲基硅油的作用

3.3.7方案比较

3.3.8微米二氧化硅粒子抗光氧化的协同作用

3.4小结

第四章复合微粒子在树脂中的应用研究

4.1前言

4.1.1树脂的分类

4.1.2环氧树脂的性质及应用

4.1.3环氧树脂的老化过程与老化机理

4.2实验部分

4.2.1实验原料

4.2.2实验设备及测试仪器

4.2.3实验步骤

4.2.4主要测试项目

4.3分析与讨论

4.3.1 SEM分析

4.3.2接触角测定结果分析

4.3.3力学性能测试分析

4.3.4老化实验结构分析

4.4小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文