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本论文对氧化锌及其聚合物纳米复合材料的制备、结构与性能进行了研究。论文从纳米氧化锌的制备入手，着重研究了氧化锌对聚合物分子链的热降解和光降解行为的影响，指出氧化锌表面活性氧空位在热或紫外光的作用下对聚合物具有催化降解的作用，提出了用惰性的二氧化硅包覆氧化锌的方法来屏蔽氧化锌表面活性点对聚合物的催化降解。通过原位溶胶-凝胶法制备了在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中均匀分散的氧化锌量子点。本论文研究的主要内容和结果如下：
1.分别采用溶胶-凝胶法和均匀沉淀法制备了不同粒径的氧化锌纳米粒子。系统研究了氧化锌纳米晶体的生长过程和影响因素，对两种方法制备的氧化锌纳米粒子进行了比较，为聚合物/氧化锌纳米复合材料的制备和性能研究提供基础。研究发现溶胶-凝胶法制备的氧化锌表面含有的氧空位较多，其紫外光吸收能力和光催化活性均强于均匀沉淀法氧化锌。
2.采用熔融共混法制备了聚碳酸酯/氧化锌纳米复合材料，考察了纳米复合材料的紫外光屏蔽性能和紫外光氧老化行为。结果表明，氧化锌的加入使聚合物复合材料具有较好的紫外光屏蔽性能，但是氧化锌在紫外光的作用下对聚碳酸酯具有较强的催化降解的作用。氧化锌受紫外光激发形成电子-空穴对，电子-空穴对容易被氧化锌周围的聚碳酸酯的羰基捕获而引发氧化还原反应，引起聚碳酸酯的光氧降解反应。
3.系统分析了氧化锌对聚碳酸酯/氧化锌纳米复合材料的热稳定性和加工稳定性的影响，研究发现，氧化锌的加入降低了聚碳酸酯的热稳定性和加工稳定性。氧化锌表面氧空位的催化降解作用是影响其热稳定性和加工稳定性的主要因素。采用惰性二氧化硅包覆氧化锌制备氧化锌/二氧化硅核壳纳米粒子的方法可以有效提高聚碳酸酯/氧化锌纳米复合材料的热稳定性和加工稳定性。另外，根据折射率匹配的原理，调节氧化锌核层和二氧化硅壳层的配比，可以得到透明度较高的紫外光屏蔽材料。
4.制备了聚丙烯/氧化锌纳米复合材料薄膜，研究了氧化锌对聚丙烯的紫外光稳定机理。研究发现，氧化锌作为紫外吸收剂对聚丙烯具有较好的紫外光稳定作用，但是在紫外光的照射下仍然存在光催化降解聚丙烯的作用。二氧化硅包覆氧化锌的方法同样可以屏蔽氧化锌活性表面对聚丙烯分子链的光催化降解作用，将二氧化硅包覆的氧化锌纳米粒子与商业化的受阻胺类光稳定剂配合使用，具有较好的紫外光稳定协同作用。
5.采用原位溶胶-凝胶法，制备了聚甲基丙烯酸甲酯/氧化锌纳米杂化材料。结果发现，结合原位聚合和溶胶-凝胶法原位生长的机理，在MMA单体聚合的同时，引发氧化锌在聚合物存在的体系中成核生长，可以实现在较高温度下在醇溶液中制备粒径较小的氧化锌量子点，并且因为PMMA分子链为纳米粒子的生长提供了受限网络空间，聚合物分子链与纳米粒子之间的相互作用使得纳米粒子在聚合物体系中能够均匀分散而不发生团聚。