原位聚合pettiolt2gt复合物的制备及结构与性能

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1、东华大学硕士学位论文原位聚合PET／Ti02复合物的制备及结构与性能摘要本文通过在PET聚合体系中添加纳米Ti02，采用原位共混法制备了一系列PET／Ti02复合物，研究了纳米Ti02的添加对复合物结晶特性、动态流变、热稳定性能、UV稳定性及力学性能等的影响。首先通过置换法将水分散的Ti02分散在E,--醇(EG)中，粒径的分析表明，Ti02在EG中的分散尺寸仍保持在纳米尺度，然后将此分散体系与对苯二甲酸二甲酯(DMT)混合反应，通过原位分散的方法，成功地制备得到PET／纳米Ti02复合物。用扫描电镜(SEM)观

2、察发现添加量为O．5％时，纳米Ti02仍能保持优良的分散性。DSC分析表明，自熔体冷却过程中，添加Ti02使PET的结晶能在较高温度进行，即过冷度减小，而且PET／Ti02体系的熔点(Tm)似乎比PET稍高。等温(198．213。C)结晶动力学分析表明，结晶速率常数随Ti02含量增加而扩大，但3wt％Ti02含量与2wt％Ti02含量的产物结晶速率常数相差不大；Avrami指数11随Ti02含量增加而减小，与结晶时过冷度减小共同说明了Ti02起到异相成核作用。对经充分退火后的薄膜试样的XRD结晶结构分析表明，所有

3、试样结晶衍射峰的．位置均相同，只是2wt％Ti02的试样衍射峰更加尖锐，经分峰处理，2wt％Ti02的加入结晶程度相对最高，晶粒尺寸最大，与该复合物具有最大密度值相吻合。东华大学硕士学位论文通过旋转流变仪测试了复合物熔体的流变特性，发现Ti02的加入使复合物熔体呈现更均一的相态结构，损耗模量G’和损耗角正切t98减小。考查了Ti02含量对复合材料力学性能、热稳定性和UV吸收性能的影响，结果发现Ti02含量为O．5．1．O％时材料的拉伸断裂强度和断裂伸长提高。结合动态流变分析结果和对拉伸断口形貌的观察，推断Ti02

4、由于极高表面能对大分子链的吸附从而与基体PET间存在着较强的相互作用。PET／Ti02复合材料在350．380nm处的UV吸收性能随Ti02含量的增加而增强，即复合物在抗紫外方面显示出比纯PET更优异的性能。随着紫外老化时间的增加，试样表面出现空洞，密度值也下降，但到一定时间后下降趋缓。紫外老化后样品热分解速率稍慢，降解活化能和反应级数也都增大，说明老化降解过程首先从低分子量的齐聚物发生。关键词t聚对苯二甲酸乙二酯，纳米二氧化钛，结晶，力学性能，老化Ⅱ东华大学硕士学位论文SynthesisofPET／Ti02co

5、mpositeviain-situpolymerizationandStudyonitsstructureandperformanceABSTRACTInthispaper,aseriesofPET／nano—Ti02compositeswerepreparedbyin-situblendingofnallO—Ti02withthepolymerizationsystemofpoly(ethyleneterephthalate)．Thecrystallizationcharacteristics，dynamicr

6、heologicalbehavior,thermalstability,UVresistanceandmechanicalpropertiesofthesampleswerestudied．Firstly,aTi02／EGdispersionsystemwasobtainedfromsubstitutingwaterinallaqueouscolloidwithethyleneglyc01．LightscatteringtestshowedthatTi02particlesdispersedinnano-scal

7、e．ThenthedispersionsystemWasmixedwithdimethylterephthalateandthepolymerizationWascardedout．AgaintheTi02wouldmaintainuniformdispersionwhenitscontentwaslessthan0．5％．DSCanalysisshowedthatthecrystallizationfrommeltwouldhappenatahighertemperaturefornano—Zi02modifi

8、edPET,namelythesuper-coolingdegreedecreased．However,themeltingpointofthecompositesWasshowedhigherthanthatofpurePET．TheresultsofⅢ东华大学硕士学位论文isothermalcrystallizationkineticsanalyses(198—213