发布时间 : 星期一 文章二氧化硅(SiO2)的表面有机化及其在聚合物中的应用--本科毕业论文解读更新完毕开始阅读909525a67e192279168884868762caaedc33ba5f
试样2
图二 改性纳米SiO2红外光谱图
从上面两幅红外光谱分析图的对比中可以看出，试样2与试样1相比，Si-O键的伸缩震动峰是在1100cm-1左右出现，可以明显看出其强度增强，其原因就是试样2中的Si-O键含量明显增加了，同时在波数大概在3461.6cm-1和1635.5cm-1处的峰强度和峰面积也有所增加。另外，还可以看到在试样2在2852.8cm-1和2924.7cm-1处出现了新的亚甲基伸缩吸收震动峰，这就是说明硅烷偶联剂KH550成功的接枝到了纳米SiO2表面了，也就是说明纳米SiO2成功的进行了表面有机化处理，达到了实验的预期目的，为后序改性聚丙烯提供了条件。 3.4.2对拉伸强度的影响
不同含量的有机化纳米SiO2对PP拉伸强度的影响如下图所示，拉伸强度的计算公式如下：
σt= p/（b×d）
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式中，σt为拉伸强度，MPa； p为最大负荷，N； b为试样宽度，mm； d为试样厚度，mm。
39.038.538.037.5拉伸强度/MPa37.036.536.035.535.0012345SiO2的含量/% μ
图三 PP/纳米SiO2复合材料的拉伸强度与SiO2含量的关系曲线
由上图信息可以看出在低含量（1%）时，纳米SiO2粒子对PP有一定的增强作用。当含量为3%时，拉伸强度到达最大值。而填充量超过3%时，拉伸强度开始下降。但从总体情况来看，PP的拉伸强度提高的幅度并不是特别大，尤其是在含量（5%）时，几乎没有提高多少。这是因为分散在PP中的纳米SiO2粒子是球状形的，增强的效果远比不上高强度的玻璃纤维填充物。但其作为聚合物的纳米粒子填充改性原料还是有一定的增强作用，尤其对那些拉伸强度不是需要提高很多的复合材料。 3.4.3对拉伸模量的影响
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下图表示的就是不同含量SiO2填充物聚合下的PP拉伸模量曲线图，拉伸模量即拉伸的应力与拉伸所产生的形变之比。其计算公式如下：
拉伸模量（kN/m）=Δf/Δh（kN/m） 其中，△f表示单位面积两点之间的力变化； △h表示以上两点之间的距离变化。
更详细的解释就是，△h=（L-L0）/L0，其中L0表示试样样条原始的长度，L表示样条拉伸长后的长度。
800760720拉伸模量/MPa680640600560012345SiO2的含量/% μ
图四 PP/纳米SiO2复合材料的拉伸模量与SiO2含量的关系曲线
由上图分析可以看出其曲线基本趋势跟拉伸强度基本一致，但
其提高拉伸（杨氏）模量的效能更加明显，在前期其随纳米二氧化硅粒子填充量的增加而升高。当纳米粒子的含量为2%时，模量更是提高了150MPa，增长幅度为25%左右，即使在后期下降幅度也很小。所
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以其对拉伸模量的提高也是有很好的促进作用。 3.4.4弯曲强度的影响
下图就是用不同含量表面有机化处理过纳米SiO2对PP改性后的弯曲强度关系曲线。弯曲强度关系式如下：
σf = 3FL/2bh2 式中：F为施加的力，N； L为跨度，mm； b为试样宽度，mm； h为试样厚度，mm。
210020001900弯曲强度/MPa1800170016001500012345SiO2的含量/%μ
图五 PP/纳米SiO2复合材料的弯曲强度与SiO2含量的关系曲线
从图中可以看出，弯曲强度随纳米粒子SiO2增加而增加，当纳米SiO2粒子的含量为2%时，弯曲强度从纯PP的1522.4MPa提高到1877.5MPa（2%）和1920.9MPa（4%），提高的幅度在23%左右。因此向PP内添加改性的SiO2对材料的弯曲强度也有一定的增强作用，为提高其性能在某些领域的运用有一定帮助。
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