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《表面修饰对纳米tio2/pet复合材料结构和热性能的影响》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第23卷第1期宁波大学学报(理工版)、,0l_23NO.12010年1月JOURNALOFNINGBOUNIVERSITY(NSEE)Jan.2010文章编号:1001—5132(2010)01—0123—05表面修饰对纳米TiO2/PET复合材料结构和热性能的影响陈海珍(浙江纺织服装职业技术学院宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室,浙江宁波315100)摘要:通过3种不同的表面活性剂对纳米TiO2进行了表面修饰,并制备了纳米TiO2/PET复合材料.使用透射电镜、傅立叶红外光谱仪、DSC差热分析方法研究了表面活性剂对纳米TiO2分散性和相溶性以及对PET复
2、合材料的化学结构和热性能的影响.结果表明:钛酸丁酯修饰纳米粒子与PET相溶性较好;纳米TiO2表面在表面活性剂的影响下可能形成了Ti—OCOR键合,从而对纳米TiO2/PET复合材料热性能影响较大.关键词:纳米TiO2;PET;乙二醇;钛酸丁酯;硬脂酸;相溶性;热性能中图分类号:TS102.1文献标识码:A作为塑料、纤维、橡胶领域中重要的原料聚酯1实验部分(PET),其功能性整理和改性已经成为该行业研究的热点.二氧化钛是制备聚酯纤维常用的消光剂,1.1实验材料纳米级氧化钛具有光催化、杀菌、紫外屏蔽以及半纳米TiO2粒子由浙江纳米材料应用工程技术导体的介电效应,发
3、挥纳米氧化钛的纳米特性是中心提供,如图l粒子TEM照片所示,粒径在30—目前纳米氧化钛应用的主要目的,由于纳米氧化50nm,金红石型.其他材料有钛酸丁酯、硬脂酸、钛受电解质影响极易发生团聚,为保证添加效果,EG(乙二醇)、DMT(对苯二甲酸二甲酯)、酯化催化纳米氧化钛表面需进行表面修饰.因此,表面修饰剂(醋酸锌、醋酸锰)及缩聚催化剂(三氧化二锑).是纳米TiO2/PET复合材料性能的重要影响因素.笔1.2实验步骤者通过3种不同的表面活性剂对纳米TiOz进行了首先配制钛酸丁酯、硬酯酸、乙二醇3种溶剂表面修饰,制备了纳米TiO2/PET复合材料;并使用以表面修饰纳米
4、氧化钛.然后按照DMT和EG用透射电镜、傅立叶红外光谱仪、DSC差热分析方的摩尔比l:2.5(质量比约为100:38.75)的比例添加法研究了表面活性剂对纳米TiOz分散性和相溶性,分散好的氧化钛溶胶溶液,完成聚酯的合成.在此,以及对PET复合材料的化学结构和热性能的影响,利用一种聚酯合成方法一间接法合成低分子量的得到了一些有意义的结果.聚酯.PET(聚酯)的问接法合成大致可分为2个阶收稿日期:2009—09-11宁波大学学报(理工版)网址:hi:tp://3xb.nbu.edu-cn作者简介:陈海珍(1978一),女,湖北枣阳人,硕士/讲师,主要研究方向:服装
5、材料.E—mail:chzemma@zjfnet124宁波大学学报(理工版)图1、图2及图3中双箭头表示的长度皆为200nm(图4同)图1纳米TiO2粒子TEM图2乙二醇修饰的纳米TiO2图3钛酸丁酯修饰的纳米TiO2在PET内的粒子分布在PET内的粒子分布段:首先由DMT(对苯二甲酸二甲酯)和EG(LC.醇)了1个锥形体,边界较为模糊,说明硬脂酸的修饰进行酯交换或酯化,生成聚酯单体BHET(对苯二在粒子表面有了方向性.甲酸二乙酯);接着缩聚成PET.2.2表面活性剂对纳米TiO2粉末影响的结构表征1-3表征方法使用傅立叶红外光谱法测试3种表面活性剂修JEM20
6、0CX型透射电镜观测聚酯内部纳米粒饰对纳米TiO2粉末表面结构的影响如图5、6、7子的分布,傅立叶红外光谱法测试以及DSC差热分所示.3种表面活性剂都使纳米氧化钛粒子表面都析仪上分析聚酯的热性能.‘2实验结果分析2.1表面活性剂对纳米TiO2在PET材料内的分散性和相溶性影响通过TEM透射电镜观察添加纳米TiO2的PET内部粒子分布情况如图l、2、3所示.从这些图片波数/(cm)可以看到纳米TiO2粒子表面包覆着有机分子,粒(a)纳米TiO!;(b)乙二醇修饰纳米TiO2;(c)乙二醇径增大,约70~80ill171,,且分散在PET内部,没有发图5乙二醇修饰的
7、纳米TiO2红外谱图对比生严重的团聚.与图2和图3相比,图4中的纳米TiO2粒子在硬脂酸的包覆下,以粒子为中心,形成尜\碍捌波数/(cm)(a)纳米TiO2;(b)钛酸丁酯修饰纳米TiO2:(c)钛酸丁酯图4硬脂酸修饰的纳米TiO2在PET内的粒子分布图6钛酸丁酯修饰的纳米TiO2红外谱图对比第1期陈海珍:表面修饰对纳米TiO2/PET复合材料结构和热性能的影响l25根据有关羧酸根单齿、螯合、桥连3种的配位方式判断方法判断:单齿结构中C=O振动(vc:o)与COO。的不对称振动峰(1,。=l560cm)相比,位于更高波数;而C—O振动峰的位置比COO‘对称振动峰
8、的值(Vs=l416cm
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