聚对苯二甲酸丙二醇酯纳米复合材料的制备、结构与性能研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:feihuiy1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是20世纪90年代中期才商业化的新型聚酯,广泛应用于纺织、包装和工程塑料等领域。但其在应用的过程中显现出吸湿性低、染色性差、强度不高、阻燃、阻隔性不好等缺点。近年来,对现有的聚合物材料进行共混或复合改性是简单而有效的改性方法,在聚合物材料研究中已被广泛应用。本论文选择醋酸丁酸纤维素酯(CAB)和蒙脱土(MMT)为有机和无机改性剂,分别和共同对PTT进行改性。通过双螺杆挤出机熔融共混以及熔融纺丝的方法分别制备了PTT/CAB共混物及纤维、PTT/MMT纳米复合材料以及PTT/CAB/MMT三元纳米复合材料。主要研究内容和结果如下:(1)采用环保、可再生的CAB对PTT进行改性,制备了CAB含量为3~10wt%的PTT/CAB共混物。通过红外光谱仪(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对其分子问的相互作用及形态结构进行了表征,发现共混体系中PTT的羰基与CAB的羟基之间形成了一定程度的氢键,CAB以纳米尺寸(100-300nm)球状颗粒的形态均匀地分散在PTT基质中。采用示差扫描量热仪(DSC)对PTT/CAB共混物的非等温结晶行为进行了研究,发现CAB存在时,PTT自熔体冷却结晶的温度移向高温,半结晶时间变短,结晶速率常数增大,表明CAB起到了异相成核的作用。采用毛细管流变仪对共混物的流变行为进行了研究,发现3wt%含量的CAB的加入使PTT熔体粘度下降,较好地改善了PTT的加工流动性能,有利于PTT的成型加工。通过熔融纺丝成功地获得了具有实用价值的PTT/CAB共混纤维,纤维断裂强度大于2.8cN/dtex.对该纤维的吸湿和染色性进行了评价,发现随着CAB含量的增加,PTT/CAB共混纤维的吸湿性逐渐提高,染色效果越来越明显;当CAB添加量为10wt%时,吸湿率提高了50%以上,上染率提高了近10%。由此推断该共混物将在纺织领域有更好的应用前景。(2)采用天然层状纳米材料MMT对PTT进行改性,制备了MMT含量为1~5wt%的PTT/MMT纳米复合材料。该复合材料的形态结构采用X-射线衍射仪(XRD)、SEM和透射电子显微镜(TEM)进行了表征,发现复合材料中MMT的层间距显著增大,由MMT本身的2.348nm增大到4.413nm, MMT层厚约十几到几十纳米,证实通过熔融共混法实现了PTT与MMT的插层复合,成功地制得了PTT/MMT纳米级复合材料。对PTT/MMT纳米复合材料的流变性能进行了研究,发现添加1-3wt%的MMT可以较好地改善PTT的加工流动性能。对PTT/MMT纳米复合材料的阻燃性能进行了研究,发现MMT的加入使复合材料燃烧时的熔滴性能改善显著,当MMT添加量达到2wt%时,PTT/MMT复合材料燃烧过程中无熔滴流下。PTT/MMT复合材料片材的阻隔性比PTT片材有显著改善,当MMT含量为5wt%时,PTT/MMT复合材料的空气渗透系数与PTT的空气渗透系数相比降低约51%。PTT/MMT复合材料提高了PTT在塑料领域应用的产品附加值,尤其作为包装和建筑材料将更具优势。(3)采用CAB与MMT同时对PTT进行改性,制备了含有2wt%MMT和3~10wt%的CAB的PTT/CAB/MMT三元纳米复合材料,并对其结构与性能进行了研究。SEM和TEM测试结果表明在该复合材料体系中,CAB以球状颗粒的形态,MMT以片层的形态,且均以纳米尺寸均匀地分散在PTT中。力学性能研究结果表明PTT/CAB/MMT三元纳米复合材料的各项力学性能指标均优于PTT;与PTT/MMT复合材料体系相比,CAB的加入对复合材料韧性的损失有所弥补,三元纳米复合材料的冲击强度和断裂伸长率随CAB含量的增大均有所提高,同时其拉伸强度和模量也保持较好的水平。氧指数测定实验表明相比于PTT, PTT/CAB/MMT纳米复合材料的熔滴性能改善显著,在燃烧时不熔滴,燃烧焦状物不掉落。这表明MMT和CAB的加入提高了PTT材料的综合性能。
其他文献
在汶川地震的报道中,国内媒体体现了空前的团结和强大的合力。媒体开创的公开透明的报道制度、积累的丰富报道经验、培养的责任意识,树立的人文情怀,对我国媒体未来的发展产
目的 探讨慢性扁桃体炎有效、简便、安全的治疗方法。方法 对 12 8例慢性扁桃体炎患者的扁桃体组织进行微波热凝治疗。结果 临床治愈 90例 (70 .3% ) ,有效 2 9例(2 2 .7%
目的:研究肉苁蓉对阳虚小鼠的抗疲劳作用。方法:用氢化可的松给小鼠皮下注射,造成肾阳虚动物模型,观察肉苁蓉对阳虚小鼠体重、自主活动、游泳时间、运动后血乳酸(LAC)和尿素
通过对燃煤小锅炉各可行替代方案的分析,从环境标准要求、政策要求、环境效益、经济效益和节能等方面,论证了燃煤小锅炉替代的必要性与可行性。结果表明天然气、电和生物质锅
近年来,经Morita-Baylis-Hillman反应产物衍生化得到的一系列改性烯丙基化合物,如:烯丙基卤代物,烯丙基醋酸酯,烯丙基碳酸酯等,在有机合成中的应用受到了合成化学家的广泛关注
<正>PISA2009对"阅读素养"的界定为:"阅读是理解、运用、反思并积极参与阅读书面篇章,以增进知识,发挥潜能,参与社会,实现个人的目标。"〔1〕这一界定指出阅读素养包含以下几
语言规范化是对语文教师教学语言的最基本要求。语文教师要做到教学语言的规范化,就要切实地从现代汉语通用语的语音、词汇、语法这些基本语言要素的规范化着手。
传统的乡村聚落是中国社会历史变迁的活化石,自古以来就带有浓厚的土壤味道。从农耕时代起,传统的乡村聚落便始终充当着重要的角色,是人类文明的精神和物质家园。但随着中国
荧光成像是以探针的荧光信号进行示踪,是一种能在亚细胞层次进行活体观察的方法。重金属磷光配合物和稀土上转换发光纳米材料是两类新兴的发光标记材料,磷光配合物的较差水溶
深圳特区成立28年以来,经济快速发展的同时,也曾面临各种争议和严峻的挑战。在国际性产业转移和中国新重化工业化的大背景下,国内的经济发展进入了一个新的阶段。其中涌现出