1、中文 7600 字 文献出处： Xu X, Li B, Lu H, et al. The effect of the interface structure of different surface modified nano SiO2 on the mechanical properties of nylon 66 compositesJ. Journal of Applied Polymer Science, 2010, 107(3):2007-2014. 纳米二氧化硅和尼龙 66的复合物的表面结构及其对材 料机械性能和热性能的影响 Xiangmiu Xu， Binjie Li， Huim
2、in L， Zhujun Zhang, Honggang Wang 河南大学特种功能材料重点实验室，中国，河南，开封 475000 固体润滑油省重点实验室，兰州物理化学学会 中国科学院，中国，甘肃，兰州 730000 2007 年 1 月 19 日收到， 2007 年 7 月 2 日接收 ， 2007 年 7 月 10 号在线提供 摘要 ： 以尼龙 66 为基体，含有表面修饰过的纳米二氧化硅的复合材料是通过熔融共混制备的。复合物系统的表面结构通过热重分析，傅里叶变换红外光谱仪， X 射线光电子能谱以及透射电镜来研究。表面结构对材料机械性能和热性能的影响也同样被研究。结果表明尼龙 66 的链是通
3、过化学键和物理吸附作用与修饰过的纳米二氧化硅粒子表面相连接，复合物同时伴有网状结构的形 成。通过加入修饰过的二氧化硅，复合物的强度和刚度加强了，明显的 提高是通过形成表面结构的氢键和共价键造成的。此外，差示扫描量热和动态机械分析表明尼龙 66 基体中修饰过的二氧化硅的存在会影响尼龙 66 基体的结晶行为从而导致玻璃化转变温度提高了。 关键词 ： 表面结构 ,纳米二氧化硅 ,热性能 ,机械性能 1.引言 现在以高聚物为基体 的纳米复合物被认为是在未来工程应用当中上升势头最快的的材料。一些研究表明完全和单独分散在高聚物基体中的纳米粒子可以显著提升材料的性能，比如提高热性能和机械性能以及提高阻隔性能
4、和阻燃性 1-6。此外，这些提升是通过加入少量的纳米填料而得到的，而且很明显的是这种材料很明显不同于传统的通常需要高的填入量填充聚合物。 然而，以聚合物为基体的纳米复合材料的应用由于纳米填料的强的成团性而被限制。为了在聚合物集体中得到更好的分散，纳米填料通常通过各种不同的表面修饰技术进行预处理。通常处理纳米粒子表面的化学方法之一就是加 入偶联剂，表面活性剂和高聚物也被常用为表面修饰物。这些修饰物分子的端基可以与纳米粒子表面通过化学和物理作用相连使得修饰物分子附着和接枝到纳米粒子表面。聚合物基体中纳米粒子上适当的表面修饰不仅可以使得粒子更好的分散，而且能够增加与聚合物的兼容性，对表面结构有更进一
5、步的影响。 总所周知在基体和填料之间的表面结构对材料的性能起着决定性的影响。近期的研究专注于表面结构的形成可能机理以及不同的表面结构对材料性能的影响。 Li 某等人 7研究了不同表面修饰过的二氧化硅粒子对尼龙 6的影响而且提出了灵活的界面层这一概念，这一 界面层被认为是材料机械性能提升的主要原因。 Rong 某等人 8研究了嵌入聚丙烯基体的纳米二氧化硅的复合物，发现了复合物的机械性能主要依赖于纳米粒子表面接枝聚合物的性质。由聚合物接枝的纳米二氧化硅形成的硬界面对复合物模量和和强度的提高是有利的，相对软的界面可以提高材料的柔韧性。此外，一些关于两相间相互作用的模型也得到了发展 9,10。 在如今
6、的研究中，表面修饰过的纳米二氧化硅通过熔融过程与尼龙 66 树脂混合。为了更好的理解二氧化硅表面和尼龙 66 基体官能团之间可能存在的反应，二氧化硅被最终的复合物分离出来了，它 们通过傅里叶变换红外光谱仪，热衷分析， X 射线光电子能谱以及透射电镜来表征。 表面结构相对应的模型由特征结果来制造。除此之外，在差示扫描量热和热机械分析的帮助下，讨论了表面结构对复合物机械性能和热性能的影响。 2.实验 2.1 材料和样品的准备 干净的尼龙 66 颗粒（ EPR27，相对粘度为 2.67）是由中国 Shenma 工程塑料有限公司提供的。在这个研究中所用的经过表面修饰的二氧化硅是由河南工程与技术纳米材料研究中心提供的。修饰过的二氧化硅由在水溶液中的表面修饰所准备。纳米二氧化硅的表面修饰是缩合就像聚合一样，硅酸 钠盐的水解产物被用作单体，硅烷偶联剂被用作链终止剂。水解产物的缩合聚合是链增长的过程而表面修饰类似于链的终止。在这个研究中， 3-氨基丙基三乙氧基硅烷被用作表面修饰剂 11。 在熔融混合之前，尼龙 66 在真空箱中至少干
