[發(fā)明專利]基于zeta電位研究無機粒子與LDPE復合材料的介電性能的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310372787.X | 申請日： | 2013-08-23 |
| 公開（公告）號： | CN103399043A | 公開（公告）日： | 2013-11-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張文龍;戴亞杰;陳濤 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱理工大學 |
| 主分類號： | G01N27/00 | 分類號： | G01N27/00;G01N1/28 |
| 代理公司： | 大慶禹奧專利事務(wù)所 23208 | 代理人： | 朱士文;楊曉梅 |
| 地址： | 150000 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 zeta 電位 研究 無機 粒子 ldpe 復合材料 性能 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于zeta電位研究無機粒子與LDPE復合材料的介電性能的方法。
背景技術(shù)：
向低密度聚乙烯、環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺等聚合物中添加納米級別的金屬或非金屬氧化物，如MgO、SiO2、ZnO、TiO2等材料，納米粒子能提高材料電學性能，如直流傳導、電擊穿、抑制空間電荷等；機械性能，如彈性模量、拉伸強度、斷裂伸長率等；熱性能，如熔融溫度、結(jié)晶度等。目前對于納米粒子提升復合材料性能的機理尚不明確，一方面納米粒子比表面積大，與聚合物之間形成大量的界面，但是不同的納米粒子對復合材料性能的影響不同，這與納米粒子本身的特性有關(guān)。液體石蠟與低密度聚乙烯分子式類似，納米粒子液體石蠟懸浮液的本身特性與納米粒子在低密度聚乙烯中的特性高度一致，采用納米粒子zeta電位找到與其納米聚乙烯復合材料介電性能規(guī)律。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明的目的之一是采用一種新的方法找到納米粒子與納米復合材料介電性能之間的內(nèi)在規(guī)律，之二是提供一種穩(wěn)定性、分散性好的納米粒子液體石蠟懸浮液的制備方法。
本發(fā)明的目的是以如下方式實現(xiàn)的：一種基于zeta電位研究無機粒子與LDPE復合材料的介電性能的方法，其特征在于：
穩(wěn)定性、分散性好的納米粒子液體石蠟懸浮液的制備方法，
液體石蠟是一種非水性非極性的液體，納米粒子表面含有羥基（-OH），有親水性，與液體石蠟之間的相互作用力小，容易沉淀，難以形成穩(wěn)定的懸浮體系。選擇不同的偶聯(lián)劑對納米粒子進行表面處理，能夠使納米粒子由親水性變成親油性，懸浮液的穩(wěn)定性明顯提高；
選用納米粒子粒徑50nm的氧化鎂和50nm的二氧化硅；偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷，分子式NH2(CH2)3Si(OC2H5)3，即KH550；γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，分子式CH2=C(CH3)COOC3H6Si(OCH3)3，即KH570；
偶聯(lián)劑處理納米粒子的工藝為，將納米粒子?60—100℃真空干燥10—14h后，取出10g放入250ml三口瓶中，向三口瓶中加入100ml的異丙醇攪拌均勻，放入超聲清洗器中，加熱到相應(yīng)溫度，并以納米粒子的質(zhì)量為基準，加入相應(yīng)質(zhì)量比的偶聯(lián)劑，強力電動攪拌和超聲振蕩同時進性，時間1h，然后經(jīng)抽濾、水洗、醇洗；球磨罐球磨一定時間后取出，在80℃下真空干燥24h；
取5.5g納米粒子，放入120℃真空干燥箱中干燥24h，取320ml液體石蠟放入500ml三口瓶中，將干燥好的納米粒子加入三口瓶中超聲攪拌8h，使液體石蠟與納米粒子充分混合；根據(jù)要求配制不同種類懸浮液；
zeta電位的測量方法，采用電位測試儀，取300ml左右的納米粒子懸浮液，倒入測試儀的試樣槽中，根據(jù)試樣的粘度調(diào)節(jié)到適當?shù)念l率和轉(zhuǎn)速，當懸浮液混合均勻后，開始進行測試，每分鐘記錄所檢測到的電位值，記錄十次，求平均值為所測的zeta電位值；
復合材料制備及性能測試：
一采用RM200轉(zhuǎn)矩流變儀密煉，調(diào)整轉(zhuǎn)矩流變儀的溫度為150℃，轉(zhuǎn)速為50?rpm，當流變儀的溫度穩(wěn)定到設(shè)定值后，取4g乙烯-醋酸乙烯共聚物（14），納米粒子質(zhì)量分數(shù)根據(jù)具體要求添加，物料總量為50g，大約10min后扭矩穩(wěn)定在10N/m，取出物料即為所需符合材料；
二采用平板硫化機進行試樣制備，稱取一定量的復合材料于模具中，以兩層聚酯膜包覆，用鋼板壓住物料，溫度設(shè)定為145℃，壓力為10MPa，放入平板硫化機5min后復合材料達到熔融狀態(tài)，慢慢加壓，以防止產(chǎn)生氣泡，保壓15min后成型，自然冷卻到室溫取出；
三測試復合材料的介電性能空間電荷、直流擊穿場強、電阻率；
最后找出zeta電位與復合材料介電性能之間的規(guī)律。
本發(fā)明的有益效果是：通過基于zeta電位研究無機粒子與LDPE復合材料的介電性能的方法，可以制備出穩(wěn)定性、分散性好的納米粒子液體石蠟懸浮液，同時可以非常好的測試出zeta電位與復合材料介電性能之間的規(guī)律，操作起來簡單明了，測試規(guī)律適合推廣實踐使用。
附圖說明：
圖1氧化鎂空間電荷分布圖；
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