壳层厚度对核-壳结构PS-SiO2杂化颗粒压缩弹性模量的影响

摘要：

基于正负电荷间的静电作用制备了具有核-壳结构的聚苯乙烯-氧化硅(PS-SiO2)杂化颗粒,通过调节正硅酸乙酯的用量对样品的SiO2壳层厚度进行控制.利用原子力显微镜(AFM)在微观尺度上测定杂化颗粒的力-位移曲线,根据Hertz接触模型和Sneddon接触模型,考查了SiO2壳层厚度对样品压缩弹性模量的影响.扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示,杂化颗粒中PS内核尺寸为(197士9)nm,壳层由SiO2纳米颗粒组成,在本试验范围内杂化颗粒样品的壳厚为11～16 nm.在Hertz接触模型条件下,PS微球的弹性模量为(2.2±0.5) GPa,其数值略低于PS块体材料.当SiO2壳厚由11 nm增至16 nm时,杂化颗粒的弹性模量从(4.4士0.6) GPa增至(10.2士1.1) GPa,其数值明显低于纯SiO2,且更接近于PS内核.

关键词：复合磨粒、杂化颗粒、核-壳结构、弹性模量、原子力显微镜

所属期刊栏目：32

分类号：TB383(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省自然科学基金

在线出版日期：2017-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1125-1131