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《西南交通大学》 2003年
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纳米氧化锌的制备及其树脂基复合材料的研究

陈传志  
【摘要】: 以硝酸锌和尿素为主要原料,用均匀沉淀法制备了几种不同粒径范围的纳米级氧化锌。对该法的沉淀反应和焙烧反应进行了研究,通过控制沉淀反应的工艺参数,可以得到不同尺寸的条状和片状前驱物,并对其进行了研究和分析;再经过对焙烧反应参数的调控,可以得到不同形态和尺寸的纳米级氧化锌,如球状、网状和棒状。利用TEM、AFM、XRD和TG/DTA等几种测试方法对前驱物和纳米产物进行了表征。结果表明:前驱物在均匀沉淀法制备纳米材料的过程中起到了重要的关联作用,通过调控沉淀反应的工艺参数就可以控制前驱物的形貌和尺寸,从而经焙烧反应控制了纳米氧化锌的形状和尺寸。 研究了几种不同粒径的纳米氧化锌在中红外、紫外和可见光区的吸收性能,并与普通氧化锌粉进行了对比。结果表明:纳米氧化锌在中红外频段与普通氧化锌的吸收能力相当,但由于纳米氧化锌的表面效应,其中红外吸收峰形状与普通氧化锌不同;在可见光区,纳米氧化锌具有普通氧化锌所不具备的高透光性;而在紫外光区,纳米氧化锌具有很宽的吸收频段和优异的吸收性能,同时,随粒径的减小,吸收峰发生蓝移。分析认为纳米氧化锌的量子尺寸效应既是其吸收紫外线的主要原因,也是其紫外吸收峰蓝移的主要原因。 用几种不同粒径的纳米氧化锌取代普通氧化锌,应用于以NR-BR-SBR为基体的橡胶复合材料中,研究了不同粒径的纳米氧化锌对橡胶复合材料硫化时间、常规力学性能、耐老化性能及摩擦磨损性能的影响并与加入普通氧化锌的传统橡胶体系进行了 l厂b文通人学顾*咐穴生学位沦义 摘 罗 比较。结果表明:纳米氧化锌具有更高的反应活性,”非o米村料 川量较少时,体系的硫化时问有延迟现象,们随纳米氧化锌粒径 的减小和用量的增加,橡胶的硫化时间不断缩短。研究还发现, 纳米氧化锌取代普通氧化锌不仅叮以提高橡胶材料的综合性能, 还可以明显降低氧化锌的用量。加入1份纳米氧化锌的橡胶材料 与加入5份普通氧化锌的橡胶材料十肚匕,复合村料的常砚力学性 能、M磨和耐老化。卜能有拈茗提高。随着纳米氧化锌川虽逐渐增 加,亚然橡肚复介材料的M老化和M聆叮能继续捉村,们足其常 舰力·>叮能却川现很快卜降的趋势。 川偶联剂对几种小M粒径的纳米氧化锌进了工了女向修饰,介 此基础卜制备了纳米氧化锌/HDPE复合材料,研究了这儿种不 IhJ 粒径的纳米氧化锌对复久材料常砚力学件能的影响,并Ut经表 血处理的纳米氧化锌进IJ‘了比较u发现经偶联剂表面处理的纳术 氧化锌在含氢为1~:弧时可以明显改善复合材料的强度和韧例(, 们七纳米氧化许川吊人人(超过3%),复合村料力学。叮能反lhJ出 现了降低的现象。而未经衣曲处理的纳米氧化锌粉体则小能增强 和增韧*nHI苞复合材料,而是明显降低复合材料的力学性能。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB332

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【参考文献】
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