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《河北大学》 2005年
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纳米α-Al_2O_3粉体的制备、表征及其在聚丙烯改性方面的研究

高慧颖  
【摘要】:纳米材料和技术因其奇特的纳米效应,给传统产业、环境、能源、医药和信息等领域的产品升级带来新的机遇,氧化铝纳米粉体对电子和材料工业的发展具有重要意义。本文介绍了纳米氧化铝的性质、用途、国内外研究现状及制备方法,并对其在聚丙烯改性方面进行了研究。 本研究主要以无机铝盐为原料,分别采用固相法、液相法以及介于二者之间的机械化学合成法制备了无团聚、粒径较小的纳米α-Al2O3 粉体。经X-射线衍射实验证明,产品为α相,属于六方晶系。用透射电子显微镜(TEM)测得粉体呈球形,粒径为30~40nm。 研究了固相法、液相法以及机械化学合成法三种不同制备方法对粉体性能的影响。实验表明使用三种制备方法对α-Al2O3粉体的一次粒径的差别性影响不显著,而对其颗粒的分散程度影响则较明显。三种制备方法均能制备出30~40nmα-Al2O3 粉体,且颗粒分散均匀,少团聚。特别是机械化学合成法,它是一种介于固相法和液相法二者之间的新型制备方法,它兼顾了二者工艺简单,生产成本低,产品质量稳定、纯度高等优点,适用于大型工业化生产。 本文对液相法和机械化学合成法制备的前驱体形成的体系中,反应物的初始浓度、原料物质的选择、体系的pH 值、高分子分散剂的加入量及加入顺序、超声波对样品作用时间、锻烧温度等因素进行了系统优化,并获得了制备高分散前驱体碳酸铝铵(AACH)和纳米α-Al2O3 粉体的最佳工艺参数。此前驱体经过过滤、洗涤,60℃下烘干后,一定温度下煅烧1.5h 获得纳米氧化铝样品,且粒径分布范围窄,颗粒表面清洁,为球形。高分散前驱体碳酸铝铵(AACH)的获得是制备质量优良的纳米氧化铝粉体的先决条件。本文还简要地给出了以上各影响因素的作用机制。 此外,本文也对聚丙烯/纳米α-Al2O3粒子复合材料的结晶行为和力学性能进行了研究。结果发现:将纳米α-Al2O3粒子引入聚丙烯体系后,聚丙烯的结晶行为及其力学性能发生了较大的变化。
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