纳米Al_2O_3增强PET复合材料的制备及耐磨特性研究
【摘要】：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有优良的耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和易回收利用等特点,主要应用于合成纤维和工程塑料等领域。PET的主要缺点是结晶速率慢、冲击强度低、耐磨性差。为了实现PET的高性能化,使之能应用于滑块、齿轮和滑动轴承等耐磨构件,替代部分无法回收的工程塑料和易受化学腐蚀失效的金属,需要对其进行功能改性。
本文采用高速剪切法对纳米Al_2O_3进行分散处理,同时对其表面进行包覆处理和偶联改性,通过原位聚合法成功制备了纳米Al_2O_3/PET复合材料,并对其进行了性能测试和表征。红外光谱分析表明,经包覆处理和偶联改性的纳米Al_2O_3表面分别存在PEG和KH-560的特征基团;TEM分析表明,未处理的纳米Al_2O_3自团聚现象严重,而经改性处理的纳米Al_2O_3在乙二醇(EG)和PET基体中分散均匀,平均粒径在30~80nm之间;XRD和DSC分析表明,纳米Al_2O_3在PET结晶过程中起到了异相成核的作用,显著促进了PET的结晶。
力学性能测试表明,经包覆处理和偶联改性的纳米Al_2O_3/PET复合材料的冲击韧性有了较大提高,同时拉伸强度基本不变;摩擦磨损测试表明,在干摩擦滑动条件下,当纳米Al_2O_3的含量为1.6%时,经PEG和KH-560表面处理的纳米Al_2O_3/PET复合材料均表现出较低的磨损率,与未处理的纳米Al_2O_3/PET复合材料相比分别降低了51%和70%,较纯PET分别降低了68%和81%;SEM分析表明,随着改性纳米Al_2O_3的加入,复合材料的冲击断面形貌出现了韧窝和撕裂带,断裂形式由脆性断裂向着韧性断裂转化;复合材料的摩擦表面犁沟逐渐变浅,且塑性变形程度降低,表面较为平整,磨损机制为轻微的粘着磨损。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB33
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