论文部分内容阅读
本论文针对纳米二氧化硅(SiO2)、聚四氟乙烯(PTFE)和纳米碳化硅(SiC)等粉体在实际应用中易团聚,难分散的难题,根据它们各自特点,采用不同的分散方法,探索最佳分散条件,扩展其应用,以发挥它们的纳米效应。用原位聚合法制备纳米SiO2/丙烯酸酯复合乳液。以纳米SiO2硬度高、耐磨损、透光性好等特性,提高纳米SiO2/丙烯酸酯复合乳液膜耐磨性和透光率。纳米SiO2粉体表面含有大量硅羟基,具有亲水性,与有机相的相容性不好,为解决纳米SiO2与聚合物乳液的相容性,采用高压剪切分散法直接将纳米SiO2分散在甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯和丙烯酸中,再经原位聚合制得纳米SiO2/丙烯酸酯复合乳液。探索了实验最佳配方,研究了最佳乳化剂配比对乳液稳定性的影响,讨论了纳米SiO2用量对单体转化率和涂膜耐水性的影响。利用FTIR、TGA、UV-VIS、TEM、DLS等对复合乳液进行分析、表征。结果表明:高压剪切分散原位聚合法可有效阻止SiO2纳米粉体团聚,且SiO2纳米粒子分散均匀。当SiO2添加量占单体总质量5%时,非离子型乳化剂(OP-10)与阴离子型乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量比为2:1时,单体转化率、乳液稳定性及乳液成膜后热稳定性均最佳。聚四氟乙烯(PTFE)热稳定性高,自润滑性好,纳米SiC硬度高、耐磨、耐腐蚀。在化学镀镍工艺中,添加PTFE微米粉体和纳米SiC粉体,获得减摩、耐腐复合镀层用于工业模具。研究了不同表面活性剂以及不同分散方式对PTFE、SiC在镀液中分散的影响;并对Ni-P-PTFE、Ni-P-SiC复合镀层的成分、结构及性能进行研究。结果表明:主盐浓度一定时,提高温度和pH值均能提高化学镀镍沉积速率,但温度高于90℃、pH值大于5.0时,镀液稳定性下降。Ni-P-PTFE、Ni-P-SiC复合镀层匀为非晶态结构。在超声分散和表面活性剂共同作用下,PTFE微米粉体和纳米SiC粉体可以在镀液中均匀分散,稳定时间可以达到3小时;盐雾试验表明:Ni-P-SiC复合镀层耐腐蚀性比相同厚度的Ni-P镀层强得多。相同厚度的Ni-P-PTFE复合镀层耐腐蚀性比Ni-P镀层耐腐蚀性略差,但Ni-P-PTFE复合镀层自润滑性好,可用于各种橡胶模具镀层。