聚对苯二甲酸丙二醇酯及其改性体系结晶行为的研究

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1、南京理工大学硕士学位论文聚对苯二甲酸丙二酵酯及】‘改性体系的结晶行为研究摘要本文通过直接酯化一缩聚反应路线合成较高分子量的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚(对苯二甲酸／间苯二甲酸)丙二醇酯共聚物(PITI)；并用溶液共混法制备了聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)／多壁碳纳米管(MWNTs)复合材料。采用‘HNMR分析了PTTI共聚物的组成，采用差示扫描量热(DSC)、广角x射线衍射(WAXD)、偏光显微镜(PLM)等手段研究了PTTI共聚物和PTT／M1】

2、『NTs复合材料的结晶行为，采用热失重(TG)、红外光谱(IR)和拉曼对M

3、WNTs的纯化及化学修饰效果进行了分析和研究。结果发现，随着IPA的引入，共聚酯的结晶速率变慢，并引起了结品性能的下降。当投料中IPA含量占到60moi％以后，共聚酯己变成完全非晶的材料。PTTI的等温结晶过程是按照异相成核并伴随着三维球晶生长的机理进行的，与PTT聚酯的成核和球晶生长机理相同，而与其主链中IPA组分有无和多少无关。结晶形貌的研究还发现，随着结晶过冷度的增加，生成的球晶的尺寸变小，数目变大。利用修正的Avrami方程以及Ozawa方程研究PTTllO和PTTl20共聚酯的非等温结晶行为时发现：随着IPA组分的增加

4、，结晶速率变慢；随着冷却速率的增加，结晶速率加快。这两种共聚酯的Avrami指数为2．12—3．84，Ozawa指数为2．75-3．98。说明非等温结晶的机理与等温结晶相似。用HN03去除姗NTs中的无定型碳及其制备过程中的金属催化剂和金属氧化物，并在纯化的同时引入羰基和羟基等官能团，以钛酸四丁酯为偶联剂进一步修饰MWNTs，修饰后的删NTs的羰基和羟基进一步增多，使MWNTs的稳定性、在PTT树脂中的相容性和分散性大为提高。研究了PTT／M1】

5、『NTs复合材料的结晶行为，利用化学修饰后的MWNTs制备的PTT／唧NTs复合材

6、料从熔体中结晶时的过冷度△Th明显降低，仅0．05wt％的MWNTs的加入即可使△T。下降12。C。MWNTs对PTT结晶起促进作用的主要原因是其起到了异相成核作用，这一点得到了形貌研究和非等温结晶动力学结果的证实。此外还发现，修正后的Avrami模型比Ozawa模型更适合研究PTTI共聚物和PTT／MIyNTs复合材料的非等温结晶动力学。关键词：聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚(对苯二甲酸／间苯二甲酸)丙二醇酯共聚物(PTTI)，PTT／多壁碳纳米管(M1

7、『NTs)复合材料，结晶行为，非等温结晶动力学，纯化，化学修饰。南京

8、理工大学硕士学位论文聚对苯二甲酸丙二酵酯及j‘改性体系的结晶行为研究AbstractPolytrimethyleneterephthalate(P丁r)andpolytrimethylene(terephthalate／isophthalate)(P订Dw饿preparedbypolycondensation,andpolytrimrthyleneterephthalate(PTI')／multi-walledcarbonnanatubes(MWNTs)compositeswithvaryingcomposition觚PTTan

9、dMWNTswerepreparedbymixedsolutionmethod．Thecompositionswe他determinedby1HNMR．ThecrystallizationbehaviorofPTTIcopolyestersandP11．侏IWNlicompositeswasstudiedbyDSC．WAXDandPLM．Thepretreatedeffect0fMWNl奢wasstudiedbyTG，IRandRamau．ThetotalcrystallizationratesofPTTIbecamesloww

10、iththecorporationofIPA．whichcausedapoorcrystallizationpolyester．PTTIcopolyester、Ⅳitll60mol％becomescompletelyamorphous．TheresultsofDSCandPLMinformUSthatthenucleationandglowthmechanismofthePTThomopolyesterisnotaffectedbyincorporatingthenon-crystallizableorpoorlycrystal

11、lizableIPAunitintothepolymerbackbone．ThecrystallizationpattemofPTTlwasstudiedbyPLM，indicatingthatadecreaseofsphemlitesizeWasobserve