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本论文在不改变原有聚氯乙烯的生产设备和生产工艺的条件下,利用经表面修饰带有不同表面基团的纳米SiO2,通过原位聚合的方法成功制备出性能优良的纳米SiO2/PVC杂化材料。对材料的机械性能及热稳定性进行了全面的分析,考察了纳米SiO2及杂化材料的制备工艺对材料性能的影响,主要研究内容和研究结果如下:1、杂化材料的制备工艺考察了不同表面状态的纳米SiO2在不同的制备工艺下所制备的杂化材料的各项性能,以及纳米颗粒和制备工艺对聚合反应体系及聚合反应过程的影响。在保证PVC的传统生产设备不改动,生产工艺没有大的调整的前提下,总结出了纳米SiO2/PVC最佳制备工艺。该工艺条件不影响氯乙烯单体聚合体系和聚合反应过程,所制备出的杂化材料树脂颗粒粒径分布正常、树脂各项性能符合指标,杂化材料机械性能和热稳定性优异,成功克服了纯PVC材料抗冲击强度和热稳定性差的缺点。2、纳米SiO2与PVC树脂的结合考察了纳米SiO2颗粒表面不同的官能团对纳米颗粒与PVC基体的结合方式的影响。通过红外光谱分析证明,在原位聚合过程中,纳米SiO2颗粒可以与PVC基体材料良好地结合在一起。从杂化材料中抽提出的纳米颗粒的红外光谱证明,RNS-D型纳米颗粒由于其表面带有可反应性双键基团,与PVC基体材料实现了稳定的化学连接。而惰性碳链修饰的DNS-2和DNS-4型的纳米颗粒则不能实现这种化学连接。3、纳米SiO2/PVC杂化材料的机械性能纳米SiO2颗粒对PVC材料的韧性影响较为明显。DNS-2/PVC和DNS-4/PVC杂化材料的缺口冲击强度有着明显的提高,其提高幅度最大可达较纯PVC材料的两倍。同时,杂化材料强度并未受到太大的影响,在所考察的纳米颗粒含量范围以内,材料的拉伸强度没有发生明显的变化。RNS-D/PVC杂化材料实现了材料的同步增强与增韧,在杂化材料韧性大幅提高的同时,也对材料的拉伸强度带来一定的提升。其原因是RNS-D型纳米SiO2不仅可以良好地在基体材料中分散,还可以实现与基体材料的化学键连接。此外,与熔融共混法制备的纳米聚合物复合材料相比,原位聚合制备的纳米SiO2/PVC杂化材料,可以保证纳米SiO2颗粒在基体中保持网状结构,充分发挥其纳米特性,在纳米颗粒的使用量为复合材料中的20%以下的情况下,便实现了材料性能同等幅度的提高。4、纳米SiO2/PVC杂化材料的热稳定性分析纳米SiO2/PVC树脂的热稳定性明显上升,热分解开始温度较纯PVC树脂可以提高10℃以上,纳米颗粒的存在对PVC分子链脱除HCI的热分解过程起到很大的限制作用。经过加工成型的纳米SiO2/PVC塑料在脱除HCl后的碳链热分解过程明显变缓,分解残余物随纳米颗粒含量的上升明显增加,材料的阻燃性能有一定的提高。对纳米SiO2提高材料热稳定性的机理做了初步分析,提出了纳米对PVC热稳定性影响的作用机制。