创新训练计划开题硅丙树脂文件

1、国家级创新性训练计划项目硅丙树脂/LDH纳米复合材料的合成与性能研究开题报告书负 责 人：李 旭指导老师：赵 维 实验小组成员：李德君 郭江海 王 锐 张元霞硅丙树脂/LDH纳米复合材料的合成与性能研究LDH(层状双羟基氧化物)具有独特的结构优势、尺寸优势、性能优势,与高分子材料组装可得到聚合物/LDH纳米复合材料。重点阐述了聚合物/LDH纳米复合材料制备的最新研究进展,指出了该类材料在涂料工业等方面的应用前景。1研究背景聚合物基无机纳米复合材料是由无机和有机相在纳米至亚微米范围内结合形成的。其最大的结构特点是相结构尺寸在纳米尺寸范围内，达到了分子水平的相容。许多复合材料表现为高度透明。最关键

2、的是界面层结构及其特征，由于无机物与聚合物之间界面面积非常大，且存在有机聚合物与无机填料界面间的化学结合，具有理想的粘结性能，可消除与聚合物基体两物质热膨胀系数不匹配问题，可以把无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性与聚合物的韧性、加工成型性以及介电性能完美的结合起来，获得性能优异的复合材料，使其成为当今材料科学研究的热点。LDH是一种层状双羟基氧化物，它是由层间阴离子以及带正电荷的层板堆积而成的化合物。LDH的层板由镁铝正电荷组成，具有较强的碱性。另外，LDH具有热稳定性，层间离子可交换性，记忆效应，阻燃效果，红外吸收性能等。利用其性质可将各种阴离子引入水滑石层间得到一类具有不同功能的新材料，赋

3、予其丰富的光、电、磁、催化等新的性能特征，使其成为一类极具诱人前景的新功能材料。不同客体插入纳米LDH层间后，可组装得到具有不同应用性能的纳米层柱材料，可广泛应用于合成材料、建筑材料、石油化工、涂料、农药及军工等行业。例如，LDH材料可制备无污染涂料，高阻燃材料，无毒热稳定剂，保温剂等。2研究意义硅丙树脂是有机硅与丙烯酸酯的共聚物乳液。其有较好的耐磨性、光泽度、乳液粒径小、涂层表面易清洗 、稳定性。是一种环保型涂料基础树脂。可用于外墙涂料，石材防护涂料，防水涂料，有机树脂改性剂等。 LDH重要的性质是其层间阴离子可以与各种阴离子进行交换，一般是高价阴离子易于换入层间，而低价阴离子易于交换出来。

4、其次LDH还有热稳定性和记忆效应。纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。将硅丙树脂与LDH复合制得纳米复合材料，从纳米或分子水平设计高聚物复合材料的结构，在高聚物中形成纳米复合结构，从材料性质上根本上改变了聚合物缺陷，赋予复合材料优异的性能。可以使之成为优异的涂饰材料，赋予涂料更好的强度、韧性、润滑性、耐磨和耐候等特殊性能，其质量将会得到显著的提高。硅丙树脂/LDH纳米复合材料其特

5、殊的阻燃性，还可以满足生产高阻燃材料的迫切需要。利用多孔或层状无机化合物的特性，在高聚物中形成纳米复合人工微结构材料，在热分解燃烧过程中，可形成碳及无机盐多层结构，它起到隔热及阻止可燃气体逸出的作用。由于这是从纳米或分子水平设计上来考虑高聚物复合材料的结构，从而使阻燃性能和力学性能得到提高，因此这类阻燃材料是一种充满希望的无卤绿色环保材料，将会在涂料工业中发挥更为重大的作用。3研究目标设计和组装不同阴离子插层的纳米LDH。优化硅丙树脂/LDH纳米复合乳液的合成方法。尝试使用共聚法及共混法将硅丙树脂和LDH制成一种新型纳米复合材料。研究聚合物/LDH纳米复合材料的性能，总结聚合物/LDH纳米复合

6、材料的构效关系。4研究的展开思路和框架研究开展共分为四个步骤：研究硅丙树脂乳液的制备方法，并研究硅丙树脂相关的物理性质以及化学性质。研究含不同阴离子层插的LDH纳米复合材料的制备方法，并利用不同的制备方法，优化含不同阴离子层插的LDH的制备过程。研究硅丙树脂与LDH复合方法，并探索相关复合的优化方案。利用制备好的复合材料，研究其相关的化学性质与物理性质，并根据其性质推测硅丙树脂/LDH纳米复合材料的应用前景。5进展情况与计划概要 第一阶段（调研准备阶段） 现阶段LDH实验小组成员已经全面开始关于硅丙树脂和纳米LDH的前期资料调研、收集、整理。预计4月到5月间，将完成前期调研工作，并完成实验方案。第二阶段（实验阶段）研究硅丙树脂/LDH纳米复合材料的合成方法，获得合成过程的优化条件。对材料进行分析检测，根据检测结果不断优化最