表面官能化纳米银线/环氧树脂基抗静电纳米复合材料的研究

摘要

近十年来，聚合物纳米复合材料迅速发展，成为一门新起的交叉科学。由于聚合物基纳米复合材料具有常规聚合物材料所没有结构和形态，与此同时，较之普通的，单一的聚合物材料，聚合物基纳米复合材料，普遍具有更优异的热力学性能，因而显示出更重要的科研意义和更广阔的应用前景。本文通过对纳米银线的表面官能化，使纳米银线和环氧树脂基体通过化学键连接，降低了二者的接触电阻，增强了纳米银线在环氧树脂基体中的分散性，从而大大提升了复合材料的导电和导热性能，从而制备高性能的抗静电纳米复合材料。
　　1、首先利用多元醇法，在最佳的反应条件下制备高长径比的一维纳米银线。通过巯基乙酸中的硫醇键与纳米金属银的配位作用，从而对纳米银线进行初步的表面官能化，使其表面带有羧基基团，以便增强纳米银线的表面反应活性。随后通过酰胺反应，将三乙烯四胺成功的修饰在纳米银线表面。利用高分辨透射电镜、红外-可见消光谱仪、紫外-可见消光仪、EDS、X射线衍射、扫描电镜、热重分析仪对表面官能化后的纳米银线的形貌结构、结晶行为、力学性能以及热稳定性能进行了系统的研究。
　　2、将三乙烯四胺接枝到纳米银线的表面，从而引入高活性的氨基基团，与此同时，三乙烯四胺也是本文采用的三乙烯四胺的固化剂。通过氨基基团与环氧树脂基体中环氧基团的反应，使得纳米银线和环氧树脂基体通过化学键键合，因此大大的提升了纳米银线在树脂基体中的分散性，有助于在复合材料的内部形成更完整的导电网络，大幅度的提高复合材料的抗静电性能。实验表明，与纯净的纳米银线填充后的复合材料相比，经表面官能化后的纳米复合材料的流渗阈值下降到了0.5Vt％，此时的表面电阻率为1.24×105Ω。同时在填充量达到10Vt％时，纳米复合材料的导热系数也上升到了0.67 W/m·k。最后将使用表面官能化后的纳米银线填充环氧树脂基体，得到除了抗静电性能以及导热性能较好的纳米复合材料以外，还能进一步的改善纳米复合材料的机械性能，样品的拉伸膜量能够在在体积添加量为1.5％时其数值能够达到1122MPa。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 纳米银线

1．2．1 纳米银线的制备

1．2．2 纳米银线的结构及性能

1．2．3 纳米银线的应用

1．3 纳米银线的改性

1．3．1 纳米金属粒子表面的物理改性

1．3．2 纳米金属粒子表面的化学改性

1．3．3 纳米银线的表面改性

1．4 环氧树脂基复合材料

1．4．1 环氧树脂的结构与性能

1．4．2 环氧树脂固化剂

1．4．3 环氧树脂复合材料

1．5 纳米银线／环氧树脂基抗静电纳米复合纳米复合材料

1．5．1 抗静电复合材料

1．5．2 抗静电复合材料的复合方法

1．5．3 纳米银线／环氧树脂基抗静电复合材料复合材料

1．6 本课题研究内容和意义

1．6．1 本课题研究内容

1．6．2 本课题的意义

第二章 实验部分

2．1 实验所需主要原料和主要仪器

2．2 实验所需要的主要仪器

2．3 实验步骤

2．3．1 纳米银线的制备

2．3．2 纳米银线的羧基化(AgNO3@COOH)

2．3．3 纳米银线的氨基化(AgNO3@NH2)

2．3．4 纳米银线／环氧树脂基纳米复合材料

2．4 表征内容和仪器

第三章 结果与讨论

3．1 纳米银线的表征

3．1．1 纳米银线的制备

3．1．2 纳米银线的表征

3．2 表面官能化纳米银线的表征

3．2．1 表面羧基化纳米银线(AgNWs@COOH)的表征

3．2．2 表面氨基化纳米银线的表征(AgNWs@NH2)

3．2．3 小结

3．3 纳米银线／环氧树脂基纳米复合材料的研究

3．3．1 纳米银线／环氧树脂基纳米复合材料的制备

3．3．2 纳米银线／环氧树脂基纳米复合材料性能的表征

3．3．3 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果和发表的学术论文

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