论文部分内容阅读
论文通过熔融共混法制备了硅藻土/PBT、异氰酸酯基硅氧烷树脂/硅藻土/PBT、ABS/PBT和异氰酸酯基硅氧烷树脂/ABS/PBT复合材料。利用傅利叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)及差式扫描量热分析(DSC)对复合材料的化学结构、微观形貌、热稳定性和结晶性进行分析;测试复合材料的力学和热学性能,研究异氰酸酯基硅氧烷树脂作为增容剂对硅藻土/PBT、ABS/PBT复合材料的影响,并分析增容机理。FTIR分析表明:在异氰酸酯基硅氧烷树脂/硅藻土/PBT复合材料中,增容剂中的异氰酸酯基与PBT端羟基反应,硅醇发生脱水醚化反应,甲氧基水解与硅藻土表面羟基发生反应;而在异氰酸酯基硅氧烷树脂/ABS/PBT复合材料中,ABS中腈基水解生成酰胺,与增容剂水解后的甲氧基发生反应,起到“分子桥”的作用。SEM分析显示:异氰酸酯基硅氧烷树脂的加入改变了硅藻土和PBT、ABS和PBT的相容性,分散相尺寸减小且分布均匀,两相界面粘结力增强。通过DSC分析可知:异氰酸酯基硅氧烷树脂/硅藻土/PBT和异氰酸酯基硅氧烷树脂/ABS/PBT复合材料的晶型与PBT相同;但增容剂的加入,阻碍了PBT分子链运动,复合材料结晶行为滞后,结晶度降低。TGA分析表明:PBT、异氰酸酯基硅氧烷树脂/硅藻土/PBT和异氰酸酯基硅氧烷树脂/ABS/PBT复合材料的起始分解温度为359.49℃、369.96℃和368.41℃,480℃下残留量为5.92%、16.11%和8.53%,复合材料的热稳定性较PBT得到提高。性能分析显示:少量异氰酸酯基硅氧烷树脂的加入,对硅藻土/PBT、ABS/PBT性能提高有较大的影响。其中异氰酸酯基硅氧烷树脂/硅藻土/PBT质量比为6/10/90时,综合性能最好。此时,复合材料冲击强度、弯曲强度、拉伸强度、热变形温度和维卡软化点分别为8.92KJ/M2、90.63MPa、65.53MPa、53.78℃和194.4℃。和PBT相比,分别提高73.8%、46.86%、32.41%、2.01%和9.34%。当异氰酸酯基硅氧烷树脂/ABS/PBT质量配比为3/40/60时,此时复合材料冲击强度、弯曲强度、拉伸强度和热变形温度分别为10.36KJ/M2、92.21MPa、53.35MPa和86.20℃,较PBT分别提高101.95%、49.42%、7.80%和63.51%;但维卡软化点为149.10℃,较PBT下降16.14%。对比PBT、硅藻土/PBT、异氰酸酯基硅氧烷树脂/硅藻土/PBT、ABS/PBT和异氰酸酯基硅氧烷树脂/ABS/PBT复合材料性能发现:异氰酸酯基硅氧烷树脂和硅藻土对材料的维卡软化点和拉伸性能改性效果更为明显;而异氰酸酯基硅氧烷树脂和ABS可大幅提高材料的冲击性能和热变形温度。高温下,异氰酸酯基硅氧烷树脂中异氰酸酯基活性释放,与PBT端羟基反应生成氨基甲酸酯基;甲氧基水解后可与硅藻土表面羟基以及ABS中腈基水解后形成的酰胺反应;降低了硅藻土/PBT和ABS/PBT复合材料两相之间的界面张力,相容性得到提高。异氰酸酯基硅氧烷树脂对硅藻土/PBT和ABS/PBT复合材料体系均有良好的增容作用。