论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种半结晶的热塑性聚酯。由于含有刚性苯环,使得PET具有良好的力学性能,耐热性能。自从1941年PET合成以来,由于其具有优良的性能,PET在纤维,膜,包装,电子电器等方面得到了广泛的应用。然而普通的PET由于是一种半结晶的高分子材料,在一般情况下,结晶度比较低,影响了在工程塑料方面的应用,因此针对PET结晶的改性成为了PET的一大课题。PET结晶区域主要以直链状的反式结构存在,在无定形区域主要以卷曲状的旁氏结构存在。采用沉积法对PET链构型进行内在因素的改性,可以制备出在没有成核剂条件下具有高结晶性能的高纯PET材料。此外,本文还添加成核剂采用溶剂浇铸法对常规PET(asr-PET)进行了外在因素的改性,该法能够大幅度改善传统的熔融法对于成核剂分散不均的情况。采用这两种改性方法形成的PET以及PET复合材料进行了结晶性能,热稳定性能和机械力学性能的研究。利用PET在有机溶剂三氟乙酸(TFA)中的溶解性能,采用溶剂浇铸法制备出聚对苯二甲酸乙二醇酯与烯丙基异丁烯端基倍半硅氧烷(PET/a-POSS)纳米复合材料；采用沉积法改性,制备出沉积聚对苯二甲酸乙二醇酯(p-PET)。进行了对PET/a-POSS纳米复合材料和p-PET的结晶行为研究。差热扫描(DSC)结果显示,采用溶剂浇铸法和沉积法提高了PET的结晶温度和结晶度。通过红外光谱(FTIR)定性分析,也得到与DSC相同的结果。在FTIR图谱中,PET/a-POSS纳米复合材料和p-PET的酯基伸缩震动峰相对于asr-PET在强度方面得到了增强,并且较之于asr-PET发生了红移。将两种改性方法得到的产物1和5%分别作为成核剂添加到asr-PET中,形成具有自结晶性能的PET (self-nucleated PET)。对于形成的四种自结晶性能的产物(asr-PET与1,5%PET/a-POSS纳米复合材料形成的自结晶PET; asr-PET与1,5%p-PET形成的自结晶PET)进行了DSC测试。结果显示这4种自结晶PET都具有较高的结晶温度和较高的结晶度。聚乙二醇端基倍半硅氧烷(PEGs)作为成核剂添加到asr-PET和p-PET中分别形成PET/PEGs和p-PET/PEGs纳米复合材料,其添加量分别为1,3,5和7质量百分比。通过红外分析得出,PEGs对这些改性后形成的纳米复合材料有着一定的影响,asr-PET中关于结晶区和无定形区的特征峰强发生了改变。DSC在升温扫描速率为20℃/min冷却扫描速率为50℃/min的条件下,当PEGs添加量为1,3,5和7%时,PET/PEGs纳米复合材料的结晶温度从asr-PET的168.2℃分别提高到193.5,187.5,181.9 and 192.1℃,同时结晶度从10.1%分别提高到25.6,25.0,27.7 and 19.6%。通过热重分析(TGA)得出,在添加了PEGs作为成核剂之后,PET/PEGs的热稳定性能得到了提高。纳米压痕技术显示,在添加PEGs形成的纳米复合材料具有较好的杨氏模量。对于添加PEGs形成的p-PET纳米复合材料。由于p-PET本身具有良好的结晶性能,当p-PET与PEGs复配形成纳米复合材料后,结晶性能相应得到较大的改善。DSC显示,在相同条件下,通过PEGs与p-PET进行复配形成的纳米复合材料结晶温度相对与p-PET较高,结晶度也在同等条件下得到了提高。DSC和TGA测试显示当p-PET与PEGs复配形成的p-PET/PEGs复合材料具有良好的热稳定性能。纳米压痕显示,该复合材料的杨氏模量随着PEGs量的增加而增加。