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摘 要

纳米氧化铝是一种新型的材料，在社会生活生产中有着各种各样的应用。它的制备方法主要是化学法，但是在其制备的过程中，氧化铝颗粒容易形成团聚现象，出现粒径较大的颗粒。本文主要介绍了在纳米氧化铝颗粒的制备过程中，为了防止这种现象的出现,制备出粒径较小的氧化铝颗粒，采用两种硅烷偶联剂KH550和KH570对其进行表面改性，使其能够获得更好的分散性。然后利用红外、分散性实验以及SEM等一系列表征手段对实验中得到的不同条件下的氧化铝粉体进行研究，最终得出最佳的实验条件。结果表明，KH550改性纳米氧化铝的最优条件为反应时间4h，反应温度80℃，偶联剂浓度3%；KH570改性纳米氧化铝的最优反应条件为反应时间5h，反应温度90℃，偶联剂浓度3%，经改性以后的纳米氧化铝团聚现象得到改善，分散性明显提高。

关键词：纳米Al₂O₃ 团聚 偶联剂 改性

Modification of Nanoparticles for Blend Membrane Prepared

Abstract

Nano-alumina is a new material, with a variety of applications in the production of social life. Its preparation method is mainly chemical method, but in the course of its preparation, the agglomeration is easy to form alumina particles, particle size appears larger particles. This paper describes the preparation of nano-alumina particles, in order to prevent this phenomenon and prepare a smaller particle size alumina particles，the use of two silane coupling agent KH550 and KH570 its surface modified to enable them to obtain better dispersion. Then use infrared, dispersion experiments and SEM characterization methods and a series of alumina powder obtained under different experimental conditions of the study, the final optimum experimental conditions. The results showed that the optimum conditions KH550 modified nano-alumina reaction time 4h, reaction temperature 80 ℃, the coupling agent concentration of 3%; optimal reaction conditions KH570 modified nano-alumina reaction time 5h, the reaction temperature is 90 ℃ coupling agent concentration of 3%, after the modified nano-alumina agglomeration improved dispersion has improved significantly.

Key words: nano-alumina; agglomeration; coupling; modify

目录

摘要................................................................I

Abstract............................................................II

第一章 文献综述 1

1. 纳米材料的介绍 1

2. 氧化铝 1

2.1 氧化铝的性质 1

2.2 纳米氧化铝的制备方法 2

2.2.1 沉淀法 2

2.2.2 水解法 3

2.2.3 电化学法 4

2.2.4 微乳液法 4

2.2.5 水热合成法 5

2.2.6 溶胶-凝胶法 5

2.2.7 CVD法 5

2.2.8 爆炸丝法 5

2.2.9 热分解法 6

3. 改性纳米粒子的应用 6

3.1 在复合涂料中的应用 6

3.2 在塑料中的应用 7

3.3 在橡胶中的应用 7

3.4 在润滑领域的应用 7

3.5 在其它方面的应用 8

4. 纳米氧化铝粉末的防团聚措施 8

4.1 表面活性剂 8

4.2 沉淀剂的加入方式 9

4.3 超声波的参与 9

4.4 洗涤方式的改变 9

4.5 干燥方式的改变 10

第二章 偶联剂改性纳米氧化铝颗粒 11

2.1 实验试剂及仪器 11

2.1.1 试剂 11

2.1.2 仪器 11

2.2 实验内容 12

2.2.1 KH550改性纳米Al₂O₃ 12

2.2.2 KH570改性纳米Al₂O₃ 14

2.2.3 表征方法 16

第三章 表征与结果 18

3.1 KH550 18

3.1.1 反应时间的影响 18

3.1.2 反应温度的影响 19

3.1.3 偶联剂用量的影响 19

3.2 KH570 20

3.2.1 反应时间的影响 20

3.2.2 反应温度的影响 21

3.2.3 偶联剂用量的影响 21

3.3 SEM 22

3.3.1 KH550 22

3.3.2 KH570 23

第四章 结论 24

参考文献 25

致 谢 27

第一章 文献综述

1.纳米材料的介绍

近年来纳米技术发展非常迅猛^[1]，纳米材料以它特殊的物理和化学性能备受青睐。纳米材料的研究是从陶瓷、金属粉末等领域开始的，现已经在微电子、化工、国防、航天等领域得到了广泛的应用。从20世纪80年代制得的纳米级氧化铝粉末以来，人们对这一个高新材料的认识不断加深，并且发现它的许多特性，例如高强度、高硬度、耐热、耐腐蚀等一系列优异特性。因此被广泛应用于塑料、橡胶和树脂等有机材料的改性填料。目前国内对于超细Al₂O₃粉体表面改性的研究并不多,超细Al₂O₃粉体以其热膨胀系数小,热导率高、耐化学腐蚀等特点越来越广泛应用在聚合物复合材料中。

另外，纳米材料应用在纺织行业开发功能织物也是它发展的一个方向^[2]。抗紫外线型，反射红外线，导电型，阻燃型等功能型纳米材料在纺织行业尤为受到重视。具有特殊功能的纳米颗粒与纺织原料复合，可制得各种功能性织物。一般说来，把纳米颗粒应用于开发功能织物主要有两种方法:（1）把纳米颗粒添加到纤维中生产出具有特殊功能的新型纺织材料。常用的一种方法是把纳米颗粒添加到相应的纤维中进行共混纺丝，耐粉体均匀分布在相应的纤维上，纤维的功能稳定，性能持久，尤其是耐老化和耐洗涤性能较其它经物理或化学处理的功能化纤要优越的多。（2）纳米颗粒应用于后整理技术,对织物进行功能改性。此方法主要有浸压法和涂层法两种。

2.氧化铝

2.1氧化铝的性质

氧化铝在美国是目前使用量最大的无机阻燃剂，年增长率10%以上，它既作

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