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时间:2019-03-04
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1、分类号:密级:UDC:编号:河北工业大学硕士学位论文一种新型相容剂HDPE-TEPAE-g-GO的制备及其在尼龙中的应用研究论文作者:李会凡学生类别:全日制专业学位类别:工程硕士领域名称:化学工程指导教师:王月欣职称:教授资助基金项目:(必要时填写)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalEngineeringPREPARATIONOFANOVELCOMPATIBILIZERHDPE-TEPAE
2、-g-GOANDITSAPPLICATIONINNYLONbyLiHuifanSupervisor:Prof.WangYuexinMay2017ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.××××××××.摘要将两种或两种以上的聚合物共混是获得优异材料的常用手段。但是,大多数聚合物共混体系中共混组分极性差异较大,致使其相容性很差,所以添加相容剂成为一种关键的技术。目前使用的相容剂存在结构单一,适用范围窄等不足,因此开发一种新
3、型并具有普遍适应性的相容剂成为了当今人们研究的热点。本文设计了一种由非极性聚烯烃链-极性链-纳米氧化石墨烯片三部分构成的相容剂HDPE-TEPAE-g-GO,并将该相容剂应用到尼龙体系中。采用氧化石墨烯(GO)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)、环氧氯丙烷(ECH)、四乙烯五胺(TEPA)和马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPEMA)为原料制备相容剂HDPE-TEPAE-g-GO。通过FTIR、XRD和TGA对HDPE-TEPAE-g-GO进行表征,结果表明,HDPE接枝到GO上,并且HDPE的接枝率达到4
4、7.9wt%。本文分别以HDPE-TEPAE-g-GO和HDPE-g-GO改性铸型(MC)尼龙,采用阴离子原位聚合法制备了MC尼龙/HDPE-TEPAE-g-GO复合材料和MC尼龙/HDPE-g-GO复合材料。TGA、SEM、CA、DSC以及力学性能测试结果表明,与HDPE-g-GO相比,HDPE-TEPAE-g-GO对材料性能的影响更为显著,原因是极性链TEPAE起着关键性的作用。调节相容剂HDPE-TEPAE-g-GO中HDPE-TEPAE和GO片的质量比,制备出不同配比的相容剂HDPE-TEPAE-g-
5、GO,用它们改性MC尼龙,制备复合材料。SEM和CA测试结果表明,相容剂的加入改善了HDPE与MC尼龙的相容性;TGA测试结果表明,复合材料的热稳定性有显著性的提高;DSC测试结果表明,HDPE-TEPAE-g-GO起到了异相成核剂作用,使得尼龙分子链在高温处比较容易排列规整,容易结晶。当HDPE-TEPAE和GO片的质量比为1.5:1,相容剂HDPE-TEPAE-g-GO加入0.04wt%时,复合材料的拉伸强度、冲击强度和压缩强度相对纯MC尼龙分别提高了12.09%、76.41%和32.13%,同时,复合材
6、料的耐水性和热稳定性都有明显的提高。将相容剂HDPE-TEPAE-g-GO与HDPEMA分别加入到PA6/HDPE共混物中,考察两种相容剂在共混物中的增容效果。SEM、DMA和CA测试结果表明,HDPE-TEPAE-g-GO的增容效果优于HDPEMA。当HDPE-TEPAE-g-GO和HDPEMA的加入量均为0.1wt%时,PA6/HDPE/HDPE-TEPAE-g-GO共混物的拉伸强度和冲击强度比PA6/HDPE/HDPEMA共混物提高了16.76%和30.97%。HDPE-TEPAE和GO片的质量比为1.
7、5:1,HDPE-TEPAE-g-GO加入0.1wt%时,PA6/HDPE/HDPE-TEPAE-g-GOI共混物的拉伸强度和冲击强度比PA6提高了17.47%和36.52%。关键字:相容剂氧化石墨烯铸型尼龙尼龙6高密度聚乙烯IIABSTRACTBlendingtwoormorepolymersisacommonmeansofobtainingexcellentmaterials.However,thepolaritiesoftheblendsaredifferentresultinginpoorcompat
8、ibilityinthemostofpolymerblends,sotheadditionofcompatibilizersisakeytechnology.Atpresent,thesecompatibilizersaresinglestructure,narrowrangeofapplicationsandotherdeficiencies.Therefore,itisahotspottodev
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