功能化氮化硼纳米片对聚偏氟乙烯结晶的影响

氮化硼纳米片(BNNSs)因其独特的结构和优异的物理性能,常被用作聚合物复合材料的纳米增强填料。通过溶液浇铸法将羟基改性氮化硼纳米片(OH-BNNSs)和氨基功能化氮化硼纳米片(NH2-BNNSs)与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,形成PVDF/OH-BNNSs复合材料和PVDF/NH2-BNNSs复合材料。差示扫描量热法(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表明:OH-BNNSs的加入对PVDF的晶体结构影响不大,非极化α-晶体主要形成在PVDF/OH-BNNSs复合材料中,而少量NH2-BNNSs的加入可以导致极化β-相的形成。X射线光电子能谱(XPS)表明无论是固态还是熔融态,PVDF与NH2-BNNSs之间的相互作用都比PVDF与OH-BNNSs之间的相互作用更强,这是PVDF/NH2-BNNSs纳米复合材料晶相转变和加速结晶的原因。

共价功能化氮化硼纳米片/低密度聚乙烯复合材料的制备及其力学性能

六方氮化硼纳米片(BNNSs)具有极大的比表面积与优异的物理机械性能,是一种理想的纳米填料。但由于BNNSs极易团聚,难以均匀地分散在高分子基体中,大大限制了其应用。共价功能化是目前解决团聚问题的主要方法,然而由于BNNSs表面化学惰性,使得对其进行共价功能化很困难。设计了一种通过非破坏性还原反应实现BNNSs共价功能化的新途径,首先通过萘钠还原体系使得BNNSs表面活化带负电随后与卤代烷烃反应,制备出了接枝率高、结构完整的共价功能化六方氮化硼纳米片(g-BNNSs)。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)结果证实,烷基链成功地接枝到BNNSs上。TGA、透射电镜(TEM)分别对g-BNNSs的接枝率和结构完整性进行了表征。扫描电镜(SEM)观察到g-BNNSs在低密度聚乙烯(LDPE)中的分散性和相容性极佳。静态力学拉伸测试表明g-BNNSs在质量分数1.0%的低填充量下,LDPE的屈服强度、杨氏模量、断裂强度分别提高了149%,167%和119%。

共价功能化方法改善PS/MoS_(2)复合材料的性能

通过萘/钠和四氢呋喃形成的还原体系与溶剂超声剥离的二硫化钼(MoS_(2))纳米片进行反应,使其表面产生负电荷来进行十二烷基链的共价功能化,反应温和,接枝率高且形成了牢固的共价键合。功能化的MoS_(2)纳米片在聚苯乙烯(PS)基质中实现了良好的分散,随着其含量的增加,PS/MoS_(2)复合材料的机械性能和热性能明显提高。负载1%(质量分数)的功能化纳米片,复合材料的拉伸强度,杨氏模量和储能模量较纯样分别提高了67%,106.7%和59.8%,玻璃化转变温度从纯样的83.2℃提升到93.8℃。另外,PS/1.0%复合材料的焦炭收率达到2.7%,纯PS仅为0.1%。