气相法二氧化硅对材料形状回复率的影响：
成这种现象的原因可能是虽然比表面积大的气 相法二氧化硅 HL200 和 HL300 所含硅羟基较多, 与 EVA 可形成较多的氢键, 在复合材料中产生一定的 交联点, 从而提高了交联网络的交联度 , 但纳米二氧 化硅 HL200 和 HL300 的加入又可促使 EVA 的结晶, EVA 结晶度的提高, 会影响交联网络 , 两 的综合 作用 , 使材料的形状回复率变化不大。 2.1.2 气相法二氧化硅对材料形状固定率的影响 为两种二氧化硅对材料形状固定率的影响。 加入气相法二氧化硅 HL200 和 HL300 的复合材料体 系, 其形状固定率随着二氧化硅用量的增加先增大, 第 35 卷第 8 期 何 慧等:气相法二氧化硅 填充交联 EVA 形状记忆材料的研究
然后有所下降, 但始终大于纯交联的 EVA 体系, 并 且在相同的用量下, 形状固定率随着二氧化硅比表面 积的增大而减小 。 气相法二氧化硅对 材料形状固定率的影响 Fig 2 Effect of fumed silica on shape remaining rate 出现这种现象的原因是由于气相法二氧化硅 HL200 和 HL300 具有 较大的比表面积, 其粒径小, 可 以起到异相成核作用 , 提高材料的结晶度, 结晶度的 增加在一定程度上提高了材料的形状固定率 。另一方 面, 由 于 HL300 比表面积及极性更大, 粒径更小, 容易团聚形成粒径较大的团聚体 (参见后面的电镜照 片), 起到的异相成核作用小, 所以对形状固定率的 提高也小 。 2.2 热重分析 (TG) 图 3 交联 EVA 和 EVA/ SiO2 复合材料的的 Fig 3 TG curves of crosslinked EVA and EVA/ SiO2 composite 图 3 是交联 EVA 和分别添加两种不同气相法二 氧化硅的 EVA/SiO2 复合材料的 TG 曲线 。TG 分析所 得数据如表1 所示。VA/ SiO2 复合材料的 TG 分析 Tab 1 Results of TG analysis on crosslinked EVA and EVA/SiO2 composite 配方 5%失重 温度/ ℃ 10%失重 温 度/ ℃ 第一失重 峰温度/ ℃ 第二失重 峰温度/ ℃残余质量 分数/ 342.28 354.78 362.97 可以看到交联 EVA 材料有两个明显的失 重台阶, 第一个失重台阶是因为 EVA 共聚物的侧链 上的乙酸基受热从主链上分解脱离 , 其反应方程式如 下所示:第二个失重台阶是因为在更高的温度下 , 剩余的 聚合物发生了降解 而且是完全降解 , 残余质量为 0 。由图 3 还可以看出 , 气相法二氧化硅填充的复合 材料也有两个失重台阶 , 但是失重温度较交联 EVA 有所提 高 , 并且残余质量增大 , 提高了材料的耐热性 能。 2.3 DSC 分析 图4 、 是 EVA 、 交联 EVA 和加有两种不同气 相法二氧化硅的 EVA/SiO2 复合材料 DSC 曲线。 DSC 分析所得数据如表 2 所示。 图 4 EVA、 交联 EVA 及复合材料的 DSC 分析图 Fig 4 DSC curves of EVA, crosslinked EVA and EVA/SiO2 composite 图 5 EVA、 交联 EVA 及复合材料的 DSC 分析图 Fig 5 DSC curves of EVA, crosslinked EVA and EVA/SiO2 composite 可以看出 , 交联使材料的 结晶峰半高宽增大, 熔融焓减小, 从而使材料结晶速 度和结晶度降低 。两种不同比 的加入都提高了交联 EVA 的熔融焓, 减少了材料的 结晶峰半高宽。这是因为气相法二氧化硅 HL200 和 HL300 由于其粒子尺寸非常小, 在 EVA 中起 到了异 相成核的作用, 提高了材料的结晶度和结晶速度 。 表 2
composite 图 6 为 EVA/二氧化硅形状记忆复合材料的扫描 电镜照片 , 可以看出不同种类的气相法二氧化硅在 EVA 中的分散情况有所不同 。比表面 积为 200 的二氧 化硅粒子分散得最均匀, 平均粒径小, 没有出现较大 的团聚体 。由于比表面积为 300 的二氧化硅其比表面 积大, 粒径小, 极性大 , 易团聚 , 所以在 EVA 中分 散效果较 EVA/HL200 体系差 , 有一些粒径较大的团 聚体出现 。 3 结论1)气相法二氧化硅 HL200 和HL300 的加入, 对 EVA 材料的形状回复率影响不大。但它能在 EVA 中 起到异相成核作用, 提高结晶度, 从而显著提高材料 的形状固定率。 2)TG 研究表明气相法二 氧化硅的加入提高了材 料的耐热性能, 使其热失重温度提高。 3)DSC 研究表明气相法二氧化硅 HL200 和 HL300 的加入提高了交联 EVA 材料的熔融 焓, 减小 了材料的结晶峰半高宽, 材料的结晶度和结晶速度因 此得以提高。SEM 研究表明不同种类的气相法二氧化硅在 EVA 中的分散情况有所不 同 , 其中比表面积为 200 的 二氧化硅粒子在 EVA 中分散得最均匀。
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