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文檔簡介
1、本文選取性能優(yōu)良的工程塑料聚對苯二甲酸丁二醇酯(pCBT)作為基體材料,棒狀碳納米管(CNTs)和球狀二氧化硅(SiO2)作為無機納米填料,具有尺寸、形狀代表性,制備復合材料。首先對納米填料進行官能化接枝改性,使其能夠分散在基體材料中,且與基體材料有良好的相容性。然后采用較為簡單的原位聚合加工工藝制備納米填料增強的pCBT復合材料。
論文實驗的第一部分(第二章)為,通過差示掃描量熱分析(DSC)研究環(huán)狀聚對苯二甲酸丁二醇酯(C
2、BT)的熔融溫度,通過熱重分析(TG)研究CBT和催化劑的分解溫度。結果表明CBT的熔程為120-190℃,CBT的分解溫度為300℃,催化劑的分解溫度為235℃。偏光顯微鏡的在線觀測結果表明CBT的聚合是一種邊聚合邊結晶的聚合過程,聚合過程持續(xù)約30min。由此得出CBT的聚合工藝為:在190℃熔融5min,待CBT完全熔化,催化劑的比例為0.45wt%,機械攪拌直至聚合完畢,聚合時間為30min。
論文實驗的第二部分(第三
3、章)為,利用微波輻射引發(fā)過氧化二苯甲酰(BPO),使甲基丙烯酸甲酯(MMA)單體在CNTs表面聚合生成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),從而制備得到功能化改性的CNTs(CNTs-PMMA),在此基礎上制備得到具有不同CNTs含量的CNTs/pCBT納米復合材料。DSC和TG表征結果顯示,隨著CNTs含量的增加,CNTs/pCBT納米復合材料的耐熱性能有所提高,對應的最大失重率溫度提高了約10℃。拉伸試驗表明,隨著CNTs含量的增加,pCB
4、T-2wt%CNTs的pCBT復合材料的楊氏模量提高了65%,韌性提高了1.5倍。DMA表征結果顯示,pCBT-2wt%CNTs復合材料的儲能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別提高了1倍和10℃左右。
論文實驗的第三部分(第四章)為,采用四辛基溴化銨(TOAB)改善納米二氧化硅顆粒(SiO2)的分散,并在SiO2表面進行聚對苯二甲酸丁二醇酯(pCBT)的接枝改性。不同含量改性的SiO2(0.1wt%-2wt%)與環(huán)狀聚對苯二甲酸丁二醇酯
5、(CBT)熔融共混,原位聚合制備得到SiO2/pCBT納米復合材料。納米復合材料的結晶性能和力學性能表征結果表明:隨著SiO2含量的增多,結晶度逐漸提高;與純pCBT相比,添加1wt%的SiO2復合材料的楊氏模量提高了22%,斷裂吸收能提高約56%;此外,SiO2還能顯著提高pCBT納米復合材料的彈性模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
本課題的主要研究內(nèi)容為對CNTs和SiO2的表面分別進行接枝改性,制備pCBT納米復合材料。經(jīng)研究表明,
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