氧化锌纳米棒/高分子复合材料研究

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近年来,由于纳米科技的迅速发展,纳米复合材料的应用开发得到越来越多的关注。高分子纳米复合材料不仅提高了高分子材料的性能,增加了高分子材料的功能性,而且具有传统高分子材料的低成本、良好的加工性能等优点,因此受到人们的普遍重视。本文考察了氧化锌纳米棒对尼龙11的改性作用和在共轭高分子发光材料MEH-PPV中的应用,主要研究内容和结果如下:  1、采用熔融共混法制备了氧化锌纳米棒/尼龙11复合材料,并研究了纳米复合材料的形貌、热稳定性、熔体流变学行为、结晶和熔融行为。SEM结果表明氧化锌纳米棒均匀地分布在尼龙11基体中。TGA分析说明氧化锌纳米棒/尼龙11复合材料的热稳定性随氧化锌纳米棒含量的增加而逐步提高,含有2%氧化锌纳米棒组分的尼龙11纳米复合材料其5%失重温度提高了约20℃。XRD结果说明氧化锌纳米棒的加入减小了基体材料尼龙11的α晶型结晶度。DSC结果中,尼龙11纳米棒复合材料相较尼龙11,其熔融峰和结晶峰向低温方向发生轻微移动,且结晶速率有所下降。同时,用Avrami方法和Ozawa方法处理尼龙11及其氧化锌纳米复合材料的熔体非等温结晶行为都存在一定的局限性,Avrami和Ozawa联合的方法较好地符合了其非等温结晶过程。尼龙11纳米复合材料的流变性能分析结果表明,随着氧化锌纳米棒含量的增加,尼龙11纳米复合材料的复数黏度η*、储能模量(G)和损耗模量(G")都在逐步增加,并加快了其向非牛顿行为和假塑特性的转变。  2、利用超声辅助溶液共混法制备了氧化锌纳米棒/MEH-PPV复合材料,考察了其光谱性质及其电致发光器件性能。MEH-PPV溶液在不同超声时间下的紫外吸收光谱说明超声波改变了MEH-PPV体系的两种电子态的相对比例,并使MEH-PPV稀溶液中分子链发生降解,从而使其有效共轭长度减少,紫外吸收光谱发生蓝移。同时,氧化锌纳米棒掺杂的MEH-PPV薄膜的光致发光强度相较MEH-PPV薄膜发光光谱增强了4倍,发光效率增加了1%。电致发光器件的I-V曲线结果表明,氧化锌纳米棒的加入,大大增加了MEH-PPV薄膜的导电性能,使其电致发光器件的电流启动电压从3.65 V降低到1.4 V。
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