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共聚酯/蒙脱土纳米复合材料

金小芳  
【摘要】:为了开发聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/蒙脱土(MMT)在工程塑料、工业纤维和耐热阻隔包装材料等方面的应用,本课题用三种共聚组分(PEG,PEN,IPA)对PET/MMT进行了改性。用插层聚合法合成了以共聚酯(PET/PEG、PET/PEN、IPA改性PET)为基体、MMT为分散相的纳米复合材料,并对纳米共聚酯的制备、MMT的分散以及纳米共聚酯的结晶性能进行了系统的研究。 在共聚酯基纳米复合材料的合成中发现,MMT的有机化处理是至关重要的一步。效果良好的插层剂分子末端应带有两个活性基团:一端带正电荷(如鎓基)能交换MMT层间的阳离子,另一端带有反应性官能团可以与基体反应。这样的插层剂不仅有利于插层反应的进行,而且可以增强两相间的界面结合,有助于提高复合材料的性能。MMT经有机化处理后,层间距增大,原则上有机MMT在缩聚反应完成前的任意阶段加入,其层间距都可以进一步增大并被剥离。但要制备分散良好的纳米复合材料,有机MMT和共聚组分的加料时间、速度、顺序都需要严格控制。 X-射线衍射和透射电镜实验表明:共聚酯插入了MMT片层并使层剥离,MMT的(001)面衍射峰基本消失,其片层在基体中的最可几厚度分布小于100nm。 DSC扫描和等温结晶实验表明:加入聚醚增强了PET链段的柔顺性,不仅可提高插层共聚物的成核速率,还可提高共聚物晶粒的生长速率,PET/PEG/MMT的结晶速率比PET/MMT快;在所研究的体系中,分子量为2000、用量为DMT质量的6%的PEG对插层共聚物结晶速率的促进作用最大。 DSC扫描和X-射线衍射实验表明:加入PEN共聚后,PET/MMT冷结晶温度提高、过冷温度降低,PET/PEN/MMT的结晶速率比PET/MMT慢;PET/PEN/MMT的成核速率比PET/PEN快,晶粒生长速度比PET/PEN慢,结晶度比PET/PEN低。 DSC扫描实验表明:加入IPA共聚后,PET/MMT的冷结晶温度提高、过 北京化工大学硕士论文 冷温度降低,I以改性PET/MMT的结晶速率比PET/MMT慢。 关键词:纳米复合材料,蒙脱土,共聚醋,结晶性能


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