壳层厚度对核-壳结构PS-SiO₂杂化颗粒压缩弹性模量的影响

来源期刊：复合材料学报2015年第4期

论文作者：陈爱莲 钱程 苗乃明 陈杨

文章页码：1125 - 1131

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;

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±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11¹6nm。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11nm增至16nm时,杂化颗粒的弹性模量从（4.4±0.6）GPa增至（10.2±1.1）GPa,其数值明显低于纯SiO2,且更接近于PS内核。