聚乙烯醇缩丁醛纳米复合材料在环境设计中的应用.pdfVIP

第六届中国纳米科技西安研讨会论文集 聚乙烯醇缩丁醛纳米复合材料在环境设计中的应用 郜文婕l李青山2 ‘1．大连工业大学艺术设计学院大连116034； 2燕山大学亚稳材料制蔷技木与科学国家重点实验室秦皇岛066004) 摘要：本文综述了聚乙烯i1享缩丁醛／纳米复台材料的国内外制备现状，介绍r纳米复合材料的发展、分类、 结构与性能及PVB的广泛用途；并展颦了其未来研究的发展方向以及在环境设计中的应用。通过采用麸混 SEM等现代测试手段表征了材料的微观形貌、结构和光学性能，结果表明：由于纳米Si02粒子的引入．使 PV8／Si02复合材科具有良好的紫外线屏j鹾性能，同时，材料的韧性得到明显提高。其断裂仲长串为纯PVB材 料的8倍．具有一定的工业应用前景．尤其．能够解决环境暧计中相关材料的光污染问题。 关键词：纳米复台材料：共混法：纳米-二氧化硅：聚乙烯醇缩丁酲：环境设计 0、引言 近lO年来，人．r合成的纳米复合材料发展非常迅速，受到了材料界和产业界的普遍关 注，形成7纳水材料研究的热潮。聚合物绣；状硅酸盐纳米复合材料可以将无枫材辩的只#性、 尺寸稳定性和热稳定性与高分子材料的韧性、可加T：性及介电性质完美地结合起来．具有广 泛的应用前景。 随着对纳米粒子性质研究的深入．人们发现了许多无机纳米氧化物，如Si02．Ti02和 ZnO等，表现出与体相材科截然不同的光学性能【1—3】。因此，将某些无机纳米粒子引入到在 可见光区具有良好透明性能的PVB材料中，可能会使PVB在紫外光区的性能发生显著变化， 对扩大该材料的应j{jI领域是很有意义的。尤其应用丁环境设计的材料中，可有效地解决紫井 线给人们造成的光污染问题。 纳米材料是指材料中显微结构尺寸，包括微粒尺寸、晶粒尺寸、第-二相分布等均应小于 100 nm．同时．制备的材料应具有与常规材料不同的性能，两者缺一不可。纳米Si02由于 粒衽小，表面存在不饱和键及不同键台状态的羟基．表面节高能鼍和强极性，很容易表现出 聚结的特蛀．难以均匀地分散在表面具有低能簧、鼍弱极性的高分子基材中， 为克服这一问题，加入了KH．570作为分散剂，井藉超声波的空化作用产生的瞬间及局部 的高温和高压。使Si02团聚体松弛并成单分散状态。移取若干毫升KH一570原液置予烧杯 中，与纳米Si02币l乙醇混合(偶联荆埘繁为纳米Si02的1％)，高速搅拌2小时，转速控 mL烧杯中，I丰j超声波震荡仪在30℃卜．连续振荡5 制在2000r／rain；将形成的悬浮液倒入50 h，即可制得改性-二氧化硅乙醇悬浮液，最后升温至80C挥发掉溶剂．得改性纳米粒子备用 弘-7】。 l、PⅦ树脂的制备 将109PVA加入到带有搅拌器，同流冷凝管和恒温仪的250ml、3口烧瓶中，按照计算 量加入全部的水(配10％的溶液)．加热至PVA溶解，控制温度不超过80C。 待PVA全部溶解后．再向烧瓶中加入过氧化氢．过氧化氢与PVA的质精比大约为10：200． 使PVA降解。数分钟后，将体系温度降至39C，加入盐酸和止J‘醛．恒濡3h。将析出的沉 淀静置数分钟后，加入己制备好的烧碱溶液，进行中和。 把中和过的溶液过滤。再把滤渣用水冲洗，脱水后将滤渣放入烘箱烘干，温度不要超过 57℃。得到白色可流动的粉末．即PVB粉末。 2、PVB树脂改性应用于夹层玻璃 第六届中国纳米科技两安研讨会论文集 把烘干的PVB粉末溶于无水乙醇中．使之变成粘稠、透明的溶液。在上述液体中按与 纯PVB不同比例的量称取纳米已制备好的改性Si02，在超声波作用下使之混合均匀。将两 把加入si02的液体倒入已预先备好的单层玻璃的四周用乳胶管封住，以免液体外流：用玻 璃棒将其刮平．分别取一定量上述混合液，倾倒于洁净的自制模具中，使其自然流平，室温 mm～O．3 F放置一段对问，至干时取出。得厚度约为0．2 mm的透明膜。 3、结果分析与讨论 3．1复合材料的红外光谱分析 图3-1为PVB／Si02复合材料的红外吸收光谱。 图3-1PVB／Si02复合材科的红外吸收光i}} 向低波数方向移动纠3319cm。