超临界流体注入法制备紫外吸收PMMA材料

摘要

本研究利用超临界二氧化碳对有机小分子较强的溶解能力和对聚合物较强的溶胀能力，将金属银的前驱体注入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中，制备了具有紫外吸收功能的透明塑料。 论文共分两部分， 一部分研究超临界二氧化碳对PMMA的溶胀作用。通过称重法测定了二氧化碳吸附量，发现二氧化碳吸附量随温度的升高而降低，随压力的升高而升高，并且在吸附等温线上有一个变化快慢的拐点，这可以归因于超临界二氧化碳对PMMA的塑化作用，这个拐点对应的压力是可以使PMMA的玻璃化转变温度降低到实验温度所需的压力。并且验证了二氧化碳在PMMA中的扩散满足Fickian定律。 另一部分研究了注入金属银后PMMA的紫外吸收功能。采用的金属前驱体为乙酰丙酮银[Ag(acac)]，注入的银的前驱体用热解法还原为银。并用XPS验证银的价态。TEM测试发现银颗粒在PMMA中呈纳米级分散。研究发现，注入以后的试样的紫外透过率从原本的44.8％ (UV-B)，81.2％ (UV-A)，90.2％ (BL)分别降低为约0.1％ (UV-B)，21.1％ (UV-A)，55％ (BL)，并且发现紫外吸收功能随注入温度和压力的升高而先升高后降低，这与注入量成正比。而注入量与前驱体在二氧化碳和PMMA中的相对溶解度及PMMA的溶胀程度有关。在较低温度，较高压力时，前驱体在二氧化碳和PMMA中相对溶解度是主要影响因素；在较高温度，较低压力时，PMMA的溶胀程度是主要影响因素。