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聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯)由于其优异的性能被广泛应用于纤维纺丝、聚酯薄膜、聚酯瓶、工程塑料、涂料以及粘合剂等领域。本论文主要研究了聚酯结晶行为及其对性能的影响,主要内容包括有:
(1)用四种表面改性剂硅烷偶联剂KH-560和A-151、钛酸酯偶联剂NDZ-102和六甲基二硅氮烷分别对纳米SiO2、纳米TiO2和纳米ZnO进行了表面改性研究,通过测试改性后粒子的亲油化度找出改性的最佳条件,并且利用红外分析、热失重分析和扫描电子显微镜对改性后的粒子进行表征。结果表明:用六甲基二硅氮烷改性纳米SiO2,改性剂用量大约在1.58％左右,改性温度大约90℃左右,改性时间大约30min左右；用硅烷偶联剂A-151改性纳米TiO2,最佳改性剂用量大约在4.76％左右,溶液PH大约在4左右,改性时间大约90min左右；用硅烷偶联剂A-151改性ZnO,最佳改性剂用量大约在9.09％左右,溶液PH大约在4左右,改性时间大约120min左右。
(2)将改性后的纳米材料加入到PET中制备出纳米/PET复合材料。研究纳米材料添加量对聚合物的热结晶行为、特性粘度和分子量、力学性能和电性能的影响,结果表明:纳米SiO2、纳米TiO2加快了PET的结晶,ZnO破坏了PET的结晶。SiO2含量的增加会引起PET的特性粘度和分子量的减小,1％含量的TiO2材料的特性粘度和分子量都增大,ZnO添加量在2％以下是有利于聚合的。当SiO2含量为0.1％,纳米PET复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度比普通PET分别提高了12.8％、14％和11.4％；TiO2含量为1％时,纳米TiO2/PET复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度比普通PET分别提高了6.3％、1.24％和24％,添加ZnO会使材料拉伸强度降低,但是在0.75％时材料的弯曲强度和冲击强度又都略微有所增大,TiO2、SiO2使材料的电绝缘性能变好,ZnO使PET的电绝缘性能下降。
(3)将1,3-丙二醇(PDO)和新戊二醇(NPG)与PET缩聚得到改性共聚物。研究第三单体添加量对聚合物的热结晶行为、特性粘度和分子量、力学性能和电性能的影响,结果表明:共聚酯结晶行为变差,当NPG:EG=0.2:1.2时,共聚酯甚至不结晶；PDO和NPG的加入使共聚酯的特性粘度和分子量都降低,相比之下,NPG比PDO更难以与PET共聚。当PDO:EG=0.1:1.3时,改性共聚酯的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别比普通PET提高了3.95％、2.6％和3％；当NPG:EG≤0.02:1.38时,共聚酯的拉伸强度增加,而弯曲强度和冲击强度略微减小,而NPG:EG>0.05:1.35之后,改性共聚酯的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度则急剧下降；PDO和NPG都使共聚酯的电绝缘性能变差。