Y2O3的表面改性及在PS中的分散性研究-中国聚合物网.PDFVIP

Y O 的表面改性及在PS 中的分散性研究 2 3 * 乔祝云 蒋翀 刑强 陈彦模 张瑜 （东华大学材料学院纤维改性国家重点实验室 上海 200051） 随着高分子/纳米复合材料的发展，将无机纳米粉体材料共混到高分子材料中 的应用越来越多[1]。而稀土材料以其独特的荧光、磁性等功能正日益受到人民的重 [2] 视 。但稀土纳米粒子，由于颗粒尺寸很小，比表面积大，使得邻近粒子间容易靠 近，从而形成团聚体。为降低共混过程中纳米粒子的团聚倾向，提高纳米材料与 聚合物的界面结合，使团聚粉体重新分散，首先必须对纳米粒子表面改性，通过 表面修饰使无机纳米粒子表面包覆一层有机修饰层，增强纳米粒子在基体中的稳 [3-5] 定性 。在本文中，为达到纳米 Y O 粒子在苯乙烯本体聚合中的均匀分散，采用 2 3 钛酸脂偶联剂对纳米Y O 进行表面改性，对改性处理效果进行表征，筛选出最佳修 2 3 饰条件后进行苯乙烯聚合。 1、实验部分 1.1 试剂与药品 Y O 纳米粒子，市售；钛酸脂偶联剂，工业级，南京曙光化工厂；无水乙醇， 2 3 分析纯，上海振兴化工一厂；苯乙烯，分析纯，上海化学试剂有限公司。过氧化 二苯甲酰，分析纯，上海中利化工厂助剂分厂。聚乙烯醇，中国医药基团上海化 学试剂公司。 1.2 试验方法 在 250ml 三口烧瓶中加入一定量的纳米Y2O3 粉体，然后加入适量的无水乙 醇和一定比例的钛酸脂偶联剂（相对于粉体的比例为 8 ％、12％、16％），超声波 振荡30min，后在80℃下恒温4h 加热搅拌。将所得溶液静置分层，取下层粉体真 空烘干。 将分散剂聚乙烯醇（PVC ）95 ℃溶于去离子水中，降温至 75 ℃，加入少量 Na S O ，将表面处理过的Y O 纳米粒子、过氧化二苯甲酰（BPO ）及苯乙烯的混 2 2 3 2 3 合悬浮液超声分散后，加入反应容器中开始聚合，并逐步升温至 95℃，待杂化粒 子完全熟化后结束反应。 1.3 试验仪器 采用北京普析通用的 TU －1901 紫外可见分光光度计测定修饰前后纳米粒子 的沉降性能，采用激光粒度分析仪测定修饰前后粒径分布。采用美国Nicolet 公司 NEXUS-670 红外－拉曼光谱仪，经KBr 压片测定粉体的红外光谱。采用日本JEOL 公司的JEM-100CX 型透射电子显微镜表征修饰前后粒子在苯乙烯中的分散情况。 采用JSM-5600LV 型数字化扫描电镜（SEM）观察HY-PS 杂化粒子中JSM-5600LV 型数字化扫描电镜（SEM ）观察试样横断面的形态结构并氧化钇粒子的分布及能 谱。 2 、结果与讨论 2.1 粒径分析 对未修饰Y O 和修饰量分别为8 ％、12％、16％的Y O 粉体进行粒径测试， 2 3 2 3 颗粒折射率为：1.520，颗粒吸收率：0.1 ，分散剂为水，分散剂折射率1.330。 其粒径分布图如下： 7 6 a a - unmodified 5 b - 8% c c - 12% 4 b d - 16% 3