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《郑州大学》 2010年
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PET/蒙脱土纳米复合材料的制备及结构性能研究

韩曙光  
【摘要】: 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种有很多优良物理性能的热塑性塑料。但其的缺点如结晶速率慢、模量低、热变形温度低限制了在工程塑料方面的应用。与纯PET相比,添加少量蒙脱土(MMT)于PET基体中制得的插层或剥离型的PET/MMT纳米复合材料在结晶速率、耐热性、力学性能、气体阻隔性能和阻燃性能等方面都得到显著的提高,因此PET/MMT纳米复合材料的研究备受关注。 本文制备了三种有机MMT (OMMT),研究了插层剂与制备工艺对MMT的改性效果的影响,采用熔融插层法制备得到了剥离型和插层絮凝型PET/MMT纳米复合材料,并研究了改性MMT的种类和含量与复合材料结构和性能之间的关系。主要工作如下: 1、使用传统的插层剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB).与PET相容性很好的聚乙二醇(PEG)及二者的混合物来有机化MMT得到OMMT;红外光谱结果表明插层剂都进入到蒙脱土层间,广角X射线结果表明蒙脱土层间距从1.5nm增大到了2.22nm,TG结果表明CTAB和PEG混合插层热稳定性最好。 2、研究了CTAB有机化MMT的优化工艺,发现影响MMT的层间距最大因素为CTAB摩尔量与MMT的离子交换容量的比例,搅拌速率和温度在研究范围内影响很小。 3、熔融共混了MMT、有机MMT与PET制得一系列PET/MMT纳米复合材料。广角X射线结果表明有机MMT改性的PET得到了插层絮凝型纳米结构。而MMT直接改性的PET-MMT体系得到了剥离型纳米结构。 4、研究了PET/MMT的流动性能,结果发现剥离型的PET-MMT体系的流动性能最差。MMT含量越高,PET-MMT体系中剥离的蒙脱土纳米结构对PET的流动阻碍越大,CTAB的增塑作用使PET-CTAB-MMT体系的流动性能逐渐变好,但流动性能都比纯PET差。对PET-CTAB-PEG-MMT的流动性能实验发现,仅MMT含量为8%时,其流动性能好于纯PET,这和PEG与PET的相容性好有关。 5、TG结果表明,所研究的复合材料中只有CTAB-PEG-MMT含量为4%的PET/MMT热稳定性好于纯PET,本文认为这与PEG和PET强烈的氢键作用有关。 6、通过DSC和POM来研究PET/MMT的结晶性能。结果表明PET/MMT的结晶速率都高于纯PET, MMT纳米片层结构在PET结晶时充当了成核剂的作用,使得PET在MMT纳米片层结构上面异相成核。PET-MMT的剥离结构使其结晶速率最快。MMT含量越高,PET-CTAB-PEG-MMT的结晶速率变快,而其他两种PET/MMT结晶速率基本不变,这和PEG与PET相容性好有关。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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