具有环状结构的二氧化硅微聚集体的制备、表征及应用

摘要 通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅溶胶, 并采用喷雾干燥法对其进行形态调控. 扫描电镜(SEM)结果表明, 喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组, 形成均匀的具有环状结构的二氧化硅微聚集体(PC16MS). 通过熔融共混制备了二氧化硅/聚丙烯(PP)纳米复合材料, 研究了PC16MS的加入对其微观结构、晶体结构、结晶行为、球晶形态、结晶成核密度和球晶生长速率等方面的影响. 采用差示扫描量热(DSC)、偏光相差显微镜(POM)和广角X射线衍射(WAXRD)分析表明, 在PP结晶初始阶段, PC16MS的加入大幅度提高了基体材料的成核密度, 且使晶粒细化, 缩短了结晶时间; 当添加2%(质量分数)的PC16MS时, 复合材料的结晶温度相对于纯PP提高了10.4 ℃, 成核效率达到39.1%, 优于大部分无机成核剂的成核效率. 在相同条件下, 添加2%未经过喷雾干燥处理的纳米二氧化硅(NC16MS), 复合材料的结晶温度相对于纯PP提高3.26 ℃, 成核效率达到12.3%. 结果表明, 喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组, 形成的均匀介稳态微聚集体在熔融挤出过程中重新分散成纳米粒子, 从而有效提高了二氧化硅作为成核剂的成核效率