低负载锆基MOF增强聚双环戊二烯纳米复合材料
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1.武汉理工大学材料科学与工程学院;2.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室

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Low-loading zirconium-based MOF reinforced polydicyclopentadiene nanocomposites
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    摘要:

    本文引入纳米多孔锆基MOFs材料(UIO-66、UIO-66-NH2)作为填料,增强聚双环戊二烯纳米复合材料的力学性能,采用原位聚合法制备了Zr-MOFs/PDCPD纳米复合材料。通过红外分析和场发射扫描电镜(FE-SEM)研究了UIO颗粒功能对MOFs/PDCPD界面和纳米颗粒在聚双环戊二烯中的分散质量的影响。通过拉伸实验、无缺口冲击试验、弯曲实验等方法研究了Zr-MOFs/PDCPD复合材料的力学性能,确定了最佳的Zr-MOFs负载量。结果表明当UIO-66-NH2含量为0.6%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度相比于纯的PDCPD分别提升了29%、30.8%、25.1%,此外改性后的复合材料热变形温度提升了31.3%。

    Abstract:

    In this work, nanoporous zirconium-based MOFs materials (UIO-66, UIO-66-NH2) are introduced as fillers to enhance the mechanical properties of polydicyclopentadiene nanocomposites. MOFs/PDCPD are prepared by in-situ polymerization. Through infrared analysis and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), the effects of UIO particle function on the MOFs/PDCPD interface and the dispersion quality of nanoparticles in polydicyclopentadiene were studied. The mechanical properties of Zr-MOFs/PDCPD composites were studied by tensile test, unnotched impact test, bending test and other methods, and the optimal Zr-MOFs loading capacity was determined. The results show that when the UIO-66-NH2 content is 0.6%, the tensile strength, flexural strength, and impact strength of the composite material are increased by 29%, 30.8%, and 25.1% respectively compared with pure PDCPD. In addition, the modified composite The heat distortion temperature of the material has increased by 31.3%.

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  • 收稿日期:2021-09-22
  • 最后修改日期:2021-12-05
  • 录用日期:2022-03-26
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