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问题:

题目:钛酸钡∕高分子聚合物复合粒子的制备及其电场响应性能研究

关键词:钛酸钡,核壳结构,聚酰亚胺,壳聚糖,聚苯乙烯,电场响应

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  参考解析


近些年来,核壳材料制备是材料科学的一个重要研究领域。核壳材料,一般由一个固态的核和围绕其周围包覆完好的壳组成,它克服了单一材料和传统复合材料性能上的缺陷,使材料既具有无机材料的优点(如刚性、高热稳定性和特殊的光电磁性能等)又具有聚合物材料的优点(如弹性、介电性、延展性和易加工性等),它表现出来的优越性质而具有更广泛的应用价值,引起更多的关注。核壳材料的结构、尺寸和大小可以很容易的进行调整,从而去调控它们的磁学、光学、力学、热学、电学、催化等性质。目前,乳液聚合法是制备核壳材料最简单有效的方法之一,由于方法简单、重复率高、预见性好和产品形态均一、性能稳定等诸多特点而被广泛应用。
本论文利用低温法和水热法分别制备出单分散的纳米BaTiO3粒子以及微米BaTiO3粒子,由于BaTiO3粒子表面的羟基使得其表面为亲水疏油性,与聚合物单体的相容性差,因此我们利用硅烷化试剂KH560对BaTiO3粒子表面进行改性。然后以改性的纳米BaTiO3粒子和微米BaTiO3粒子为原料,通过乳液聚合的方法制备了具有核壳结构的BaTiO3∕PI、BaTiO3∕壳聚糖及BaTiO3∕PS复合粒子。扫描电镜和透射电镜表明所制备的核壳材料具有规则的球形。借助XRD、FT-IR、TA以及CA等手段分析了复合粒子的内部结构和表面亲水性。
在上述基础上,利用动态粘弹谱仪对这些复合粒子在明胶水凝胶弹性体中的电场响应性能进行研究,结果表明:核壳结构的BaTiO3∕PI、BaTiO3∕壳聚糖及BaTiO3∕PS复合粒子的电场响应性比BaTiO3粒子在不同程度上有所提高,这说明经过聚合物包覆的BaTiO3粒子,改善了BaTiO3粒子硬度较大、其悬浮液在使用时易磨损设备;密度较大,则使其悬浮液的抗沉降稳定性差,在使用过程中会引起电流变效应的降低的缺点,从而提高了其在含水复合弹性体中的电场响应性能。

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