介孔二氧化硅聚合物复合材料的制备与性能研究毕业论文
2021-05-18 23:44:01
摘 要
介孔材料比表面积高、结构有序、吸附性能良好、孔径均一且可调节、水热稳定性好，因而具有极其广泛的应用领域。以苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为基体制得的涂料具有很好的耐候性、耐污染性，优异的施工性能，广泛用于装饰涂装。
本文采用四种不同的工艺制备介孔SiO2/苯乙烯-丙烯酸酯涂料，按1%~5%质量份加入介孔SiO2，并对其力学性能、耐溶剂性能、动态力学性能进行测试与分析。结果表明随着介孔SiO2含量的增加，涂层的拉伸剪切强度由0.583MPa逐渐下降至0.083MPa；由于涂料成膜物分子侧基为极性酯基，具有一定的亲水性，使其耐溶剂性能存在不足。介孔SiO2含量、填料种类及配比、颜基比等对涂层阻尼性能均有影响。介孔SiO2含量为0时的阻尼因子最大值为0.32，Tg为15℃，添加了2%介孔SiO2的复合涂层阻尼因子最高达到 0.53。当介孔SiO2含量达到3%时，阻尼性能最差，动态力学谱图中阻尼因子最大值仅有0.31，Tg下降至8℃。介孔SiO2含量达到3%之后，随着介孔SiO2含量的增加，阻尼因子有所上升，Tg也逐渐上升。
关键词：介孔SiO2；苯乙烯-丙烯酸酯涂料；动态力学性能
Abstract
Mesoporous materials have the follow characteristics :high specific surface area, ordered structure, good adsorption performance, uniform pore size and good water thermal stability, thus it has wide range of applications.Prepared by the styrene acrylate copolymer,the coating is widely used for decoration and painting,for it’s good weather resistance, pollution resistance and excellent construction performance.
Four different processes were used in the paper to prepare mesoporous silica / styrene acrylate coating,mesoporous SiO2 was added from 1% to 5%.Testing and analysing mechanical properties,solvent resistance, dynamic mechanical properties of the sample.The results showed that the tensile shear strength of the coating gradually decreased from 0.583MPa to 0.083MPa with the increase of the SiO2 content.Due to the side group of the acrylate molecule is polar ester group,which has a hydrophilic property，so the solvent resistance is very poor.In addition, the SiO2 content, the type of filler and the ratio of pigment to base have effect on the damping properties of the coating.The maximum damping factor is 0.32 and Tg is 15℃ when the content of mesoporous SiO2 is 0,the coating damping factor containing 2% mesoporous SiO2 was up to 0.53.When the content of mesoporous SiO2 reached 3%, the damping capacity was the worst, the damping factor was only 0.31, and Tg decreased to 8℃.When the content of mesoporous SiO2 reached 3%, the damping factor increased with the increase of SiO2 content, and the Tg also increased gradually.
Key word：Mesoporous SiO2；Styrene acrylate coating；Dynamic mechanical properties
目 录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 阻尼材料 1
1.2.1水性阻尼涂料 1
1.2.2苯乙烯-丙烯酸酯水性涂料 2
1.3 介孔材料 2
1.4 介孔SiO2/苯乙烯-丙烯酸酯涂料的研究现状 3
1.5论文研究目的及意义 4
第2章 实验部分 5
2.1实验原材料 5
2.1.1水性涂料基体 5
2.1.2水性涂料用颜料 5
2.1.3水性涂料用助剂 6
2.1.3.1润湿剂及分散剂 6
2.1.3.2消泡剂 7
2.1.3.3流平剂 7
2.1.3.4成膜助剂 7
2.1.3.5增稠剂 7
2.2介孔SiO2/苯乙烯-丙烯酸酯涂料的制备 8
2.2.1苯乙烯-丙烯酸酯水性涂料的制备 8
2.2.2涂料制备注意事项 9
2.2.3介孔SiO2/苯乙烯-丙烯酸酯涂料的制备 10
2.3 性能测试 10
2.3.1 固含量 10
2.3.2 力学性能 10
2.3.3耐溶剂性能 12
2.3.3.1涂层耐水性的测定 12
2.3.3.2涂层耐碱性的测定 12
2.3.3.3涂层耐酸性的测定 12
2.3.3 动态力学性能 12
第3章 结果与讨论 14
3.1固含量 14
3.2力学性能 14
3.3涂层耐溶剂性能 16
3.3.1耐水性 16
3.3.2耐碱性 17
3.3.3耐酸性 18
3.4动态力学性能 19
3.4.1介孔SiO2含量对涂层动态力学性能的影响 19
3.4.2填料种类及配比对涂层动态力学性能的影响 21
3.4.3颜基比对涂层动态力学性能的影响 21
第4章 总结与展望 23
4.1 总结 23
4.2 展望 23
参考文献 24
致 谢 25
第1章 绪论
1.1 引言
振动与噪声是在任何动态系统中都存在的物理现象。现代化交通工具和机械设备的减振降噪一直是需要迫切解决的问题，而对于在特殊条件下工作的仪器设备,噪声和振动往往是其致命的死穴。到目前为止,所应用的减振降噪技术有两大类:一种是根据动力学原理,设计一些部件将振动源与相邻部件隔离；第二种则是采用具有优异阻尼性能的材料。阻尼材料与基材的结合会使部件产生良好的阻尼性能，从而耗散能量达到抑制响应的效果，如图1-1所示[1]。具有减振降噪功能的阻尼材料已经成为热门研究课题。
阻尼材料
