第五章 结果与讨论
5.1 Sm(DBM)3phen对硅橡胶材料性能的影响
5.1.1 对硬度的影响
不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶样品经过硬度测试后，数据经整理统计绘图如图：
B5040Hardness3020100VMQA1A2A3A4A5NO.
图5-1 不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶的硬度变化图
由图5-1可知，不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶，其硬度随着Sm化合物浓度的增加而呈下降趋势。
首先，实验采用简单掺混法使硅橡胶具有稀土的特异性，工艺简单，制备方便，材料保持了硅橡胶原有的强韧性、弹性、常规物理机械性能，同时兼备了稀土的荧光性能的复合材料，是一种简单、有效、灵活、经济的技术方式。但由于Sm化合物与硅橡胶相容性相差较大，因此难以保证复合材料的两相界面间的良好亲和，交联程度不高。其次，Sm(DBM)3phen颗粒进行手工研磨，以粉末的状态加入，难以保证粒径均匀，颗粒足够小，从而影响与橡胶的结合，影响交联密度，导致硬度下降。另外，实验过程中带入的杂质也可能是造成上述结果的原因，材料的硬度下降。
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5.1.2 对拉伸性能的影响
不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶样品经过拉伸性能测试后，数据经整理统计绘图如下图：
B140120100806040200VMQA1A2A3A4A5Fb(N)NO.
5-2（a）不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶对其断裂力Fb的影响图
B86Ts （Mpa）420VMQA1A2A3A4A5 NO.
5-2（b）不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶对其拉伸强度Ts的影响图
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B25002000Eb(%)150010005000VMQA1A2A3A4A5NO.
5-2（c）不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶后对扯断伸长率Eb的影响图
从图5-2可以看出，不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶对其力学性能的影响，有以下方面的趋势：
1. 材料的断裂力Fb、拉伸强度Ts变化不大。 2. 材料的扯断伸长率Eb有上升的趋势。
高分子材料的强度取决于主链化学键力和分子链间的作用力。分子链的支化程度增加，分子之间的距离增加，作用力减小，聚合物拉伸强度降低，适度的交联可以有效地增加分子链的联系，使分子链不易发生相对滑移，随着交联密度的增加，往往不易发生大的形变，同时材料强度增高。但是，交联过程中，往往会使结晶度下降或结晶倾向减小，因而，过分的交联反而使强度下降。而对于不结晶的聚合物，交联密度过大强度下降的原因可能是交联高时，网链不能均匀承载，易集中于局部网链上，使有效网链数减少，这种承载的不均匀性随交联度增高而加剧，强度随之下降。
图5-2中不同浓度Sm化合物的掺入对复合材料的断裂力、强度的影响不同，这可能是因为实验中Sm化合物与硅橡胶相容性相差较大，因此难以保证复合材料的两相界面间的良好亲和，交联程度不高。而且，Sm(DBM)3phen颗粒进行手工研磨，以粉末的状态加入，难以保证粒径均匀，颗粒足够小，从而影响与橡胶的结合，影响交联密度，另外，实验过程中带入的杂质、混炼不均匀等也可能是造成上述结果的原因。此时硅橡胶的结晶度
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以及他们的交链程度不尽相同。
扯断伸长率Eb有所上升的原因可能是：硅橡胶分子与Sm(DBM)3phen结合时没有较强的活性点，结合力小，在拉伸试验时橡胶分子链所受阻力小，分子链滑动相对容易，以致于扯断伸长率有上升趋势。
由此可以得出，不同浓度Sm化合物掺杂硅橡胶后，其物理性能随Sm化合物浓度的增加略有下降，但基本保持硅橡胶原有的物理性能，说明制成的Sm化合物/硅橡胶复合材料仍具有良好的机械性能。
5.2 Sm(DBM)3phen对Sm(DBM)3phen/硅橡胶材料荧光性能的影响
5.2.1 Sm(DBM)3 phen的光谱特性[21-22]
30000250002000015000566nm602nm648nm666Energy (cm)II9/24G7/24F3/24G5/2411/24-11000050000F11/2F9/2F7/2F5/2666H13/2H11/2H9/2H7/2666Sm3+
3+H5/2
图5-3(a) Sm能级图
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300250200Intensity150100500250300350400450500550Wavelength(nm)
图5-3(b) 样品1（A1）的激发光谱图
图（5-3a）为Sm3+能级图，其特征发光跃迁为：566 nm (4G 5/2 →6H 5/2 ) ， 602 nm (4G
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5/2 →H 7/2 )
， 648 nm (4G 5/2 →6H 9/2 )。由Sm(DBM)3phen的激发光谱(图5-3b)可看到，激
发谱在350~420nm处有强的宽峰，可归属为配体的π→π﹡跃迁。 5.2.2 Sm(DBM)3phen/硅橡胶材料荧光光谱分析 （1）不同掺杂浓度样品发射谱图分析：
以400nm的入射波长对样品进行测试，观察到红色略带橙色的光谱，不同掺杂浓度样品的发射光谱图见图5-4。
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