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时间:2019-05-12
《纳米TiO2填充PS系列复合材料的制备、结构与性能研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、青岛科技大学硕士学位论文纳米TiO<,2>填充PS系列复合材料的制备、结构与性能研究姓名:孙凤申请学位级别:硕士专业:材料物理与化学指导教师:彭红瑞20030531纳米髓o:填充Ps系歹fj复合材料的制备、结构与性能研究摘要研究了纳米Ti02填充丙烯腈一T---烯一苯乙烯聚合物(ABS)、聚苯乙烯(PS)和纳米CaC0j填充聚丙烯(PP)复合材料的制备、结构和性能。选用本研究所自制的纳米n02,采用开炼机混炼和平板硫化机压片的方法制备出纳米mOJABS复合材料。结果表明,在填充份数不太大的情况下,纳米Ti02在提高ABS复合材料的强度的同时,还可以增加复合材料的韧性。当纳米TiQ的质量份数
2、为2份时,ABS复合材料的综合性能最好。纳米Ti0:经钛酸酯偶联剂NDZ-102和TMS处理后,提高了ABS复合材料的冲击性能,而纳米Ti0:经硅烷偶联剂K;{-550处理后,可提高ABS复合材料的拉伸性能。用偶联剂首先处理纳米7fi02,然后再与ABS树脂混合,所得的复合材料的力学性能要优于将三者一起混合所得的复合材料。将吐温一60和纳米Ti02加入到ABS基体中制得的ABS复合材料的抗凝露性能要优于纯ABS树脂。选用本研究所自制的纳米%q02,采用双螺杆挤出机挤出造粒和注塑机注塑成型的方法制备出纳米TiOgPS复合材料,并通过IR、TEM、SEM等对其物相和结构进行了表征。由m分析可知
3、,偶联剂NDZ-102与纳米砸02之间生成了化学键,结合牢固。TEM照片显示,纳米n02在PS基体中有着较好的分散性,且纳米Ti02和PS基体具有较好的相容性,其界面具有明显的过渡层。添加少量的纳米n02可以改善Ps复合材料的抗冲击性能,而弯曲性能呈先上升后下降的趋势、拉伸性能有所下降。从整体上看,当纳米Ti02的填充的质量份数为l份时,复合材料的综合性能最好。SBS/nano—a]02ms三元复合材料的抗冲击性能明显优于SBs伊s和nano-1]O-dPS二元复合材料。随着SBS的质量份数的增加,复合材料的抗冲击性能开始增幅较大,后增长较慢。且当SBS与纳水Ti02的质量比为l:1时,复
4、合材料的力学性能最好。由于纳米Ti02的光催化性和表面超亲水性,还使PS塑料基体具有其它功能。添加纳米Ti02后所制得的纳米aa02/PS复合材料具有了抗菌性能和自清洁性能。老化试验表明,纳米砸oz具有很强的吸收紫外线的能力。力学实验结果和皿分析结果均表明,纳米1]O髑复合材料的抗老化性能优于纯Ps基体。选用本研究所自制的纳米CaC03,采用双螺杆挤出机挤出造粒和注塑机注塑成型的方法制备出纳米CaCO!CPP复合材料,并通过DSC、TEM等对该复合材将进行了表征。力学实验结果表明,纳米级CaC03对PP材料具有十分明显的增韧作用,可使PP的冲击强度提高l倍以上。同时,纳米CaCOa/PP复
5、合材料的拉伸强度和弯曲模量随着纳米CaC03的质量份数的增加而呈先上升后下降的趋势,且在纳米CaC03的含量为l%时,达到极值。而弹性体的加入,可使PP复合材料的冲击强度有较大的提高,其中由以三元乙丙橡胶(EPDM)的增韧效果最好。关键词:聚苯乙烯;纳米Ti0,:老化;光催化;复合材料PreparationtStructureandPropertiesResearchofNano-Ti如filledPSseriesCompositesABSTRACTThepreparation,structureandpropertiesofllano—Ti02/ABS,nano-TiO胡PSandnan
6、o—Ti02/PPcompositesarestudied.Thellano—TiOflABScompositesarepreparedbymixingnano-TiOzandABSintheopeningrefinemachineandslicingintheboardsulfurationmachine.Theresultsshowthatnano-Ti02improvesthetoughnessofABSaswellasthetensilestrengthundertheconditionoflowfillcontentThenano-TiOz/ABScompositesgetthe
7、mostpreferablemechanicalpropertieswhentheaccountof118/10—Ti02inABSis2percent.Thesurfacetreatmentofnano-Ti02bythecouplingagentKH--550beforethepreparationofcompositesimprovesthetensilestrengthofABS,whilethecoupting
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