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《天津大学》 2004年
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聚丙烯/凹凸棒土纳米复合材料的制备、表征及性能研究

王丽华  
【摘要】:本文以聚丙烯为聚合物基体,以天然凹凸棒土为无机组分,通过熔融共混的方法制备聚丙烯/凹凸棒土纳米复合材料。详细介绍凹凸棒土的表面处理,重点分析聚丙烯/凹凸棒土纳米复合材料的结构与性能的关系,并研究了其结晶动力学和热分解动力学。 采用四种不同的改性剂对凹凸棒土进行表面改性,接着与丙烯酸丁酯接枝得到有机化凹凸棒土。利用FT-IR、XPS、XRD 等分析方法对有机化处理前后的凹凸棒土进行表征,通过SEM、TEM 等观察凹凸棒土的分散情况。结果表明,硅烷偶联剂对凹凸棒土的表面有机化处理效果好于钛酸酯、季铵盐及甲基丙烯酸;电镜观察结果说明有机化凹凸棒土单晶直径变大,存在少量聚集体。 通过对聚丙烯/凹凸棒土复合材料进行结构与性能表征,发现凹凸棒土在聚丙烯基体中分散较为均匀;凹凸棒土的加入,不改变聚丙烯的晶型但使其结晶度稍有增加。性能测试结果说明复合材料的动态储能模量提高幅度较大,但Tg变化不大;拉伸强度提高了6~13%,模量提高15~32%,冲击强度最大提高70%;热分解温度明显提高。 对复合材料进行结晶动力学研究表明,复合材料等温与非等温结晶行为均可用Avrami 方程来描述,n 值在4~5 之间,表明凹凸棒土对体系的成核机制影响较大,且使复合材料的结晶速率加快。另外,凹凸棒土的加入使聚丙烯球晶尺寸减小,数量增加。 从复合材料的热分解曲线可知复合材料的热分解初始温度向高温移动,最大热失重速率对应的温度也移向高温。采用不同方法对复合材料进行热分解动力学研究结果表明,凹凸棒土使得复合材料的热分解活化能降低。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB383.1

【引证文献】
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