填料微觀形態(tài)對樹脂基復(fù)合材料增強(qiáng)增韌機(jī)理研究.pdf

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(jī)納米填料，具有尺寸、形狀代表性，制備復(fù)合材料。首先對納米填料進(jìn)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(qiáng)的pCBT復(fù)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(jié)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(jié)果表明CBT的聚合是一種邊聚合邊結(jié)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(jī)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(chǔ)上制備得到具有不同CNTs含量的CNTs/pCBT納米復(fù)合材料。DSC和TG表征結(jié)果顯示，隨著CNTs含量的增加，CNTs/pCBT納米復(fù)合材料的耐熱性能有所提高，對應(yīng)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(fù)合材料的楊氏模量提高了65%，韌性提高了1.5倍。DMA表征結(jié)果顯示，pCBT-2wt%CNTs復(fù)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(jìn)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(fù)合材料。納米復(fù)合材料的結(jié)晶性能和力學(xué)性能表征結(jié)果表明：隨著SiO2含量的增多，結(jié)晶度逐漸提高；與純pCBT相比，添加1wt%的SiO2復(fù)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(fù)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(jìn)行接枝改性，制備pCBT納米復(fù)合材料。經(jīng)研究表明，