纳米siolt2gtldpe协同增韧pps的研究

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1、纳米Si02／LDPE协同增韧PPS的研究材料加工工程专业研究生陈广玲指导教师杨杰当前，对现有高分子材料进行改性以获得综合性能优良的聚合物新材料是高分子材料科学研究的重要课题之一．聚苯硫醚(PPS)作为第六大特种工程塑料，具有优良的热稳定性、良好的电绝缘性、耐腐蚀性和自阻燃性，已经广泛应用于汽车、电子电器和航空航天等各个领域。但N]PPS由于结构上的特点而具有一个突出的缺点——脆性大、冲击强度低，限制了其应用范围的进一步扩大。目前，研究者主要采用与其他聚合物共混制备合金以及添加纳米粒子的方法来提i每PPS韧性。然而这些改性方法在提高PPS韧性的同时往往以牺牲PPS的优异性能来换取目标性能

2、的提高，比如传统的弹性体在显著增韧的同时会给材料的强度、模量和热性能带来损失。虽然纳米粒子可以同时增韧增强聚合物，但是它对聚合物冲击性能的提高幅度有限．因此如何在保证材料具有良好的强度和热性能的同时，显著改善PPS的抗冲击性，成为PPS增韧改性研究领域努力追求的目标。本论文在传统的弹性体增韧聚合物的基础上。选择带有支链和不饱和键结构的柔性聚合物LDPE与纳米si02刚性粒子增韧增强PPS，并采用直接熔融共混、溶液包覆共混、溶液接枝共混和熔体(熔融)接枝共混四种方法制备复合材料。运用IrrlR、SEM、DSC、PLM、TGA等测试手段，详细的研究了复合体系的力学性能与微观结构及其相互关系以

3、及SiOyLDPE分散相的增韧增强机制。主要研究内容及结果如下：1．首次采用ID】PE熔融接枝改性Si02协同增韧增强PPS，材料的冲击强度被提高985．1KJ／mz，是纯PPs的3．7倍；拉伸强度和弯曲强度分别提高27％和9％。Si02．LDPE包覆结构和包覆球中网络结构的形成，基体．包覆球界面的粘结粗化以及晶粒细化是PPS力学性能得到全面提高的重要原因；2．单一的刚性Si02粒子能够提高PPS的综合力学性能，可将冲击强度提高l倍。但Si02和柔性LDPE并用可以起到更好的增韧效果，并使力学性能整体提高的组成范围得到相应的扩大，冲击强度可提高2．1倍。在PPS／LDPE／Si02直接共

4、混体系中，Si02既分散于LDPE分散相中又分散在PPS基体中，刚性粒子增韧和LDPE柔性粒子增韧两种机理同时存在；3．溶液接枝，包覆改性Si02两种方法对PPS综合力学性能的改性效果有限。溶液接枝，包覆纳米粒子填充的复合体系中复合相尺寸为亚微米级，其分散比较均匀，但是分散相内部强度不高，这使得其改性效果不如PPS／LDPE／Si02直接熔融共混体系；4．熔融接枝共混改性是制备高性能PPS复合材料的最好方法，熔融接枝改性的Si02主要分布LDPE相中形成包覆结构，包覆结构尺寸为l一2¨m、包覆球中存在Si02-LDPE缠结网络结构时，更有利于材料韧性的提高；5．si02及其包覆结构起到异

5、相成核作用，显著提高TPPS材*4的结晶温度和结晶速率、细化PPS晶粒。偶联剂和引发剂的用量对于形成合适尺寸的包覆结构具有一定的影响；6．PPS复合材料的综合力学性能提高的同时，热稳定性仅有少许降低，但起始分解温度仍高于490℃．关键词：聚苯硫醚增韧纳米Si02LDPE接枝包覆结构CooperativetougheningofPPSbynano—Si02andLDPEMajor：MatcfiMProcessingEngineeringPostgraduate：ChenGuanglingSupervisor：Prof．YangJieAtpre∞m。ithasbeenanimportantO

6、bjeettoobtainnewpolymermaterialswithexcellentpropertiesbymeansofmodificationofexistingpolymermaterials．AsthesixthhigIlperformanceplastics，poly(phenylenesulfide)(PPS)hasbeenwidelyusedinauto,elcctronicsmd惦tryandmilitaryfield,duetoitsgoodcombinationofp∞p硎essuchashighthermalstabilityandelectricalinsu

7、latingability,corrosionresistanceandexcellentseIfflame—retardance．ButneatPPShasadeadlyshortcomingoflowimpactstrength．whichlimitsthefurtheruseofit．BlendingPPSwithotherplasticsandfillingwithnanoparticlesaremostperformedt