纳米银线表面官能化/环氧树脂基抗静电纳米复合材料的研究
发布时间：2021-03-28 22:46
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...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－８?（ａ）表面幾基化纳米银线的红外谱留，（ｂ）表面教基化纳米银线的Ｘ巧谱图??Ｆｉｇ．３－８?（ａ）?ＦＴ１Ｒ?ｓｐｅｃｔｉ＊ａ?ｏｆ?ＡｇＮＷｓ＠ＣＯＯＨ，?（ｂ）?ＸＰＳ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｏｆ?ＡｇＮＷｓ＠ＣＯＯＨ??
将纯净的纳米银线和表面官能化后的纳米银线进行对比。利用紫外－??可见光谱仪在３００－６５０ｎｍ的波长范围内，分别对不同的样品进行测试表征。图??３－１５为得到的纳米银线官能化前后的紫外－可见消光光谱图，图３－１５ａ显示了在??３５０ｎｍ和３８５ｍｒｉ处有峰型较为尖锐的一维纳米银线的紫外吸收峰Ｉ５Ｗ８１，由此结果??可Ｗ证明已经生成了较为完整且明显的一维结构的纳米银线。利用表面纯净的纳??米银线的紫外谱图对比表面官能化后的纳米银线，可Ｗ发现，经过两次包覆后纳??米银线的紫外共振吸收峰依次都发生了明显的红移现象，表３－２给出了官能化前??后纳米银线的紫外共振吸收峰的位置。经过琉基乙酸处理后的纳米银线，其共振??吸收峰的红移量约为３５ｎｍ，当随后使用Ｈ乙巧四胺对经第一步官能化后的纳米??银线进行再接枝时，其紫外共振吸收巧再次发生明显的红移现象，此次的特征峰??红移值大致为１５ｎｍ。表面官能化引起的纳米银线共振吸收峰的红移现象，是由??纳米银线与流基乙酸Ｗ及随后的三乙巧四胺在表面形成了化学吸附所导致的。由??于纳米银线具有较大的表面积
将所得产物利用无水己醇即蒸馈水依次离屯洗涂，此过程循环重复２至３??次，最终将样品进行充分地干燥后，仔细研磨，最终采用红外光谱仪进行分析。??所得结果如图３－１９所示，在谱固的曲线中，可Ｗ观察到在属于环氧树脂Ｅ－５１??的苯环红外吸收峰，其位置分别位于１６０７ｃｍ?Ｉ、１５０９ｃｍ?Ｉ和１２９６?ｉｃｍ－ｉ处，同时曲??线上的９１７ｃｎＴｉ处也相应的出现了环氧基团的特征吸收峰，在位于１６６３ｃｍ－ｉ处依??旧还保有Ｃ－Ｎ键的伸缩振动吸收峰，这就说明在没有额外添加Ｈ乙猜四胺固化??剂的条件下，纳米银线表面的Ｈ乙巧四胺能够与环氧树脂能够发生反应。这就证??明了氨基与环氧树脂的反应活性，通过Ｈ乙巧四胺与环氧树脂基体本身的反应，??使得作为抗静电填料的纳米银线能够更加均匀的分布在树脂基体的内部，并且两??者是通过牢固的化学键链接，使得填料的添加效果更佳，即能够更有效的提升复??合材料的性能。??４０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]树脂基体对导电胶体积电阻率的影响[J]. 银锐明,王刘功,杨华荣,刘飘,侯清麟,李静,陈琳璋. 中南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[2]纳米银线与嵌段聚合物复合导电材料的研究[J]. 熊磊,刘继宪,唐建国,王瑶,王媛,朱乾,黄林军,黄震. 化工新型材料. 2013(02)
[3]一维银线制备及其在导电胶中的应用[J]. 秦峻,堵永国,汪晓,张为军,刘阳. 贵金属. 2012(01)
[4]碳纳米管填料的静电自组装制备及在导电涂料中的应用[J]. 孙静,刘佳鸿,熊高虎,瞿美臻. 涂料工业. 2011(10)
[5]电解行业用环氧导电防腐涂料的制备[J]. 谭宁,郭忠诚. 电镀与涂饰. 2008(12)
[6]Eu3+或Tb3+掺杂Y2O3纳米材料紫外激发光谱[J]. 孟庆裕,陈宝玖,赵晓霞,王晓君,许武. 发光学报. 2008(01)
[7]石墨和炭纤维分别改性热塑性聚酰亚胺复合材料的导热行为[J]. 费海燕,朱鹏,宋艳江,谷和平,王晓东,黄培. 复合材料学报. 2007(05)
[8]炭黑填充多组分高分子导电复合材料的研究进展[J]. 郑强,税波,沈烈. 高分子材料科学与工程. 2006(04)
[9]经表面修饰的FeO（OH）胶粒制备动态膜及其脱色性能[J]. 周迟骏,陈忠,许仁裕. 化工进展. 2005(07)
[10]光化学法合成银纳米线及其形成机理的研究[J]. 邹凯,张晓宏,吴世康,段晓峰. 化学学报. 2004(18)
本文编号：3106379
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－８?（ａ）表面幾基化纳米银线的红外谱留，（ｂ）表面教基化纳米银线的Ｘ巧谱图??Ｆｉｇ．３－８?（ａ）?ＦＴ１Ｒ?ｓｐｅｃｔｉ＊ａ?ｏｆ?ＡｇＮＷｓ＠ＣＯＯＨ，?（ｂ）?ＸＰＳ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｏｆ?ＡｇＮＷｓ＠ＣＯＯＨ??
将纯净的纳米银线和表面官能化后的纳米银线进行对比。利用紫外－??可见光谱仪在３００－６５０ｎｍ的波长范围内，分别对不同的样品进行测试表征。图??３－１５为得到的纳米银线官能化前后的紫外－可见消光光谱图，图３－１５ａ显示了在??３５０ｎｍ和３８５ｍｒｉ处有峰型较为尖锐的一维纳米银线的紫外吸收峰Ｉ５Ｗ８１，由此结果??可Ｗ证明已经生成了较为完整且明显的一维结构的纳米银线。利用表面纯净的纳??米银线的紫外谱图对比表面官能化后的纳米银线，可Ｗ发现，经过两次包覆后纳??米银线的紫外共振吸收峰依次都发生了明显的红移现象，表３－２给出了官能化前??后纳米银线的紫外共振吸收峰的位置。经过琉基乙酸处理后的纳米银线，其共振??吸收峰的红移量约为３５ｎｍ，当随后使用Ｈ乙巧四胺对经第一步官能化后的纳米??银线进行再接枝时，其紫外共振吸收巧再次发生明显的红移现象，此次的特征峰??红移值大致为１５ｎｍ。表面官能化引起的纳米银线共振吸收峰的红移现象，是由??纳米银线与流基乙酸Ｗ及随后的三乙巧四胺在表面形成了化学吸附所导致的。由??于纳米银线具有较大的表面积
将所得产物利用无水己醇即蒸馈水依次离屯洗涂，此过程循环重复２至３??次，最终将样品进行充分地干燥后，仔细研磨，最终采用红外光谱仪进行分析。??所得结果如图３－１９所示，在谱固的曲线中，可Ｗ观察到在属于环氧树脂Ｅ－５１??的苯环红外吸收峰，其位置分别位于１６０７ｃｍ?Ｉ、１５０９ｃｍ?Ｉ和１２９６?ｉｃｍ－ｉ处，同时曲??线上的９１７ｃｎＴｉ处也相应的出现了环氧基团的特征吸收峰，在位于１６６３ｃｍ－ｉ处依??旧还保有Ｃ－Ｎ键的伸缩振动吸收峰，这就说明在没有额外添加Ｈ乙猜四胺固化??剂的条件下，纳米银线表面的Ｈ乙巧四胺能够与环氧树脂能够发生反应。这就证??明了氨基与环氧树脂的反应活性，通过Ｈ乙巧四胺与环氧树脂基体本身的反应，??使得作为抗静电填料的纳米银线能够更加均匀的分布在树脂基体的内部，并且两??者是通过牢固的化学键链接，使得填料的添加效果更佳，即能够更有效的提升复??合材料的性能。??４０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]树脂基体对导电胶体积电阻率的影响[J]. 银锐明,王刘功,杨华荣,刘飘,侯清麟,李静,陈琳璋. 中南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[2]纳米银线与嵌段聚合物复合导电材料的研究[J]. 熊磊,刘继宪,唐建国,王瑶,王媛,朱乾,黄林军,黄震. 化工新型材料. 2013(02)
[3]一维银线制备及其在导电胶中的应用[J]. 秦峻,堵永国,汪晓,张为军,刘阳. 贵金属. 2012(01)
[4]碳纳米管填料的静电自组装制备及在导电涂料中的应用[J]. 孙静,刘佳鸿,熊高虎,瞿美臻. 涂料工业. 2011(10)
[5]电解行业用环氧导电防腐涂料的制备[J]. 谭宁,郭忠诚. 电镀与涂饰. 2008(12)
[6]Eu3+或Tb3+掺杂Y2O3纳米材料紫外激发光谱[J]. 孟庆裕,陈宝玖,赵晓霞,王晓君,许武. 发光学报. 2008(01)
[7]石墨和炭纤维分别改性热塑性聚酰亚胺复合材料的导热行为[J]. 费海燕,朱鹏,宋艳江,谷和平,王晓东,黄培. 复合材料学报. 2007(05)
[8]炭黑填充多组分高分子导电复合材料的研究进展[J]. 郑强,税波,沈烈. 高分子材料科学与工程. 2006(04)
[9]经表面修饰的FeO（OH）胶粒制备动态膜及其脱色性能[J]. 周迟骏,陈忠,许仁裕. 化工进展. 2005(07)
[10]光化学法合成银纳米线及其形成机理的研究[J]. 邹凯,张晓宏,吴世康,段晓峰. 化学学报. 2004(18)
本文编号：3106379
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