TiO2表面改性及TiO2/PC复合材料的性能研究

摘要

光反射膜是 LCD液晶显示器背光源模组的重要组成部分，其作用是将光源发出的光线最大程度的反射至背光源出光方向，从而提高背光亮度。目前，光反射膜的种类主要有聚丙烯（PP）光反射膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）光反射膜和聚碳酸酯（PC）光反射膜，其中 PC具有光透过率高、着色性好、耐热性好及不易变形等优点。二氧化钛（TiO2）是目前自然界中折射率最高的一种颜料，具有性质稳定、白度高对可见光吸收少的特点，被广泛的应用于涂料、化妆品、光反射等领域中。所以将 TiO2作为反射填料加入 PC中制备光反射材料具有很高的研究价值和前景。但是由于TiO2表面的特殊性质，在与 PC共混加工过程中会加速 PC的热降解反应，所以 TiO2需要进行表面改性处理，才能达到使用要求。
　　本文研究了 TiO2对 PC的热降解影响情况、TiO2表面改性方法以及TiO2/PC复合材料的制备；用接触角测量仪、傅立叶红外光谱分析仪、紫外-可见分光光度计对粉体性能进行测试，用熔体流动速率仪和转矩流变仪对TiO2/PC复合材料的熔体性质进行测试，并将复合材料制备成薄膜，用紫外-可见光谱仪对薄膜的光学性质进行测试。
　　实验结果表明未经改性的 TiO2在600℃以内的加热过程中会持续失重；TiO2/PC复合材料的熔体流动速率随着 TiO2加入量的增加和加工温度的升高而增大；熔体扭矩也随着 TiO2加入量的增加和温度的升高而减小，说明 TiO2加入量以及加工温度明显影响了 TiO2/PC复合材料的熔体性质。
　　用 SiO2和 Al2O3两种无机物对 TiO2进行表面改性后，TiO2的接触角并没有明显改变；与 TiO2表面改性前制备的 TiO2/PC复合材料相比，经 SiO2改性后制备的 TiO2/PC复合材料熔体流动速率降低，经 Al2O3改性后制备的TiO2/PC复合材料熔体流动速率没有发生明显的改变。
　　用环氧树脂和有机硅对 TiO2进行聚合物表面改性，经环氧树脂改性后TiO2接触角由0°变为99.6°，与 TiO2表面改性前制备的 TiO2/PC复合材料相比，以改性后 TiO2制备的 TiO2/PC复合材料的熔体流动速率明显降低，但是复合材料颜色发生黄化现象；经过有机硅改性后 TiO2接触角由0°变为133.3°，TiO2/PC复合材料的熔体流动速率降低且扭矩明显增加，抗热降解效果显著。
　　用有机硅表面改性的最优实验配方和制备工艺为：包覆量为6％，有机硅粘度为3000 mpa.s，固化时间3 h，所制备的 TiO2颗粒反射率为96.6%，TiO2/PC光反射复合材料的熔体流动速率为6.91 g/10min，制备的薄膜光反射率为95.8%。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 PC的性质及应用

1.2 PC反射膜研究进展

1.3 PC热降解研究进展

1.4 TiO2主要性质及应用

1.5 TiO2表面改性研究进展

1.6 本论文研究目的和研究内容

2 TiO2对PC热降解的影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

3 TiO2无机表面改性

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 SiO2改性 TiO2

3.4 Al2O3改性 TiO2

3.5 本章小结

4 TiO2有机表面改性

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 环氧树脂对 TiO2的改性

4.4 有机硅改性 TiO2

4.5 本章小结

结语

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果