聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的制备与性能研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxm181512619
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种工程塑料,具有强度高、耐化学腐蚀性好、加工性能优异等优点,被广泛应用于电子电气、汽车零件等领域。随着人们环保意识的增强以及对能源与环境可持续发展战略需求的不断提高,再生聚酯材料的高值利用引起了学术界和产业界的广泛关注。然而,PBT再生材料在应用中尚存在缺口冲击强度低(4k J/m2)、耐热性能差、缺乏功能性(如抗静电性差、紫外稳定性差)等诸多问题,限制了其高值利用。鉴于此,本课题以PBT再生材料为研究对象,以乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EVMG)反应性增韧PBT为主要手段,进一步引入玻纤(GF)、环氧化碳纳米管(e-CNTs)及二氧化钛纳米杂化物(TiO2@SiO2-g-EVMG),制备了系列高韧性PBT功能复合材料,有望拓宽PBT再生材料在工程领域的应用,也为再生聚酯的改性研究提供了新思路,具有重要的研究与应用价值。本文主要研究内容如下:首先,利用反应性熔融共混制备了PBT再生材料/EVMG共混物,并以PBT/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM)共混物为参比,研究了EVMG对PBT/EVMG共混体系力学性能、结晶性能和微观形貌的影响,并探讨了其增韧机理。EVMG分子链上的环氧基团与PBT在熔融共混过程中可以发生化学键合,原位生成的EVMG-g-PBT共聚物有效提高了EVMG与PBT之间的相容性,使PBT基体中EVMG相的分散尺寸(0.5μm)明显小于相同含量下EVM相的分散尺寸(2-3μm)。较小的弹性体分散尺寸及粒间距使得EVMG能够更加有效地引发PBT基体产生塑性形变,从而达到了显著的增韧效果。例如添加20 wt%EVMG后,PBT/EVMG共混物的缺口冲击强度提高了14倍,断裂伸长率提高了7倍。在此基础上,进一步与GF复合制备得到PBT/EVMG/GF复合材料,在保持较高拉伸强度(44MPa)的同时,其缺口冲击强度和弯曲强度比纯PBT分别提高了520%和100%,热变形温度达到176°C,表现出优异的综合性能。然后,以PBT/EVMG体系为基础,通过多重反应连续加工技术,将PBT再生材料、EVMG、少量环氧化碳纳米管(e-CNTs)及扩链剂混合,系统地研究了弹性体及扩链剂对于PBT的协同增韧机理,以及扩链剂对于复合材料导电行为的优化作用。研究发现,PBT经扩链改性后形成了长支链甚至部分交联的微观结构,导致PBT基体粘度增大,复合材料拉伸强度明显提升。同时,熔体粘度的提高使EVMG相的分散尺寸和粒间距进一步减小,更加显著地提高了PBT复合材料的韧性(缺口冲击强度达到88 k J/m2,断裂伸长率达到300%以上)。此外,通过加工工艺控制不同组分之间的反应顺序,使e-CNTs纳米杂化物选择性分散在PBT连续相,e-CNTs纳米杂化物在PBT相中更容易形成导电网络,最终使得复合材料的导电逾渗阈值降低了约30%。最后,通过表面修饰及接枝改性技术制备了具有核-壳结构的TiO2@SiO2-g-EVMG纳米杂化物,其中SiO2壳层厚度约10 nm,EVMG的接枝率约为6.2 wt%。通过熔融共混制备了系列PBT/EVMG/TiO2(P/E/T)与PBT/EVMG/TiO2@SiO2-EVMG(P/E/T-E)纳米复合材料,系统地研究了纳米填料含量与种类对于PBT/EVMG共混物微观形貌、机械性能、紫外屏蔽及抗紫外性能的影响。研究发现,由于与EVMG之间具有良好的相容性,TiO2@SiO2-g-EVMG纳米杂化物能够选择性分散在EVMG相中。TiO2纳米粒子与TiO2@SiO2-g-EVMG纳米杂化物的添加均能提高复合材料的拉伸强度,但TiO2@SiO2-EVMG纳米杂化物分散更为均匀,因此P/E/T-E复合材料具有更为优异的断裂韧性。P/E/T及P/E/T-E纳米复合材料还表现出优异的紫外屏蔽性能。并且,在SiO2壳层和纳米杂化物选择性分散的双重作用下,P/E/T-E复合材料中TiO2与PBT基体无直接接触,避免了TiO2对PBT基体的光催化降解作用,使得P/E/T-E复合材料表现出更为优异的抗紫外性。
其他文献
学位
长期以来,煤矿水害给国家和人民带来的经济损失和人身伤亡极为惨重,严重威胁着煤矿的安全生产,防止突水事故的发生已成为煤矿亟待解决的水文地质问题。井下超前探测多种多样,其中矿井直流电法、矿井瞬变电磁法应用最为广泛,但其工作原理、适用范围与条件不同,加上工作面地质条件、施工条件限制,超前探测效果不同。因此,开展矿井直流与矿井瞬变电磁超前探测确定方法优越性,进行综合解释具有重要意义。论文在广泛调研国内外文
桥梁工程施工环境较差,施工组织困难,施工风险高,一直以来是业内安全管控的重点环节。在施工前,通过定性或定量的施工安全风险辨识和评估,能够增强人员安全风险意识,规范预警和管控机制,极大地减小安全风险,防止生产安全事故发生。本文选取402省道赣榆南环段路基桥涵工程S402GYNH-SG2标段沭北运河大桥作为研究对象,建立安全风险管控与隐患排查治理双重预防机制。通过对该项目在施工过程中存在的风险进行辨识
学位
随着江苏外来电量的大幅增加、新能源发电的占比提高,火电机组的实际负荷能力明显降低,火电机组年运行小时数逐年稳步下降,火电机组厂用设备耗电量也有所升高。那么,火力发电厂如何降低厂房设备的能耗,提高厂房的能源利用率,进而降低机组煤耗,以减少成本,提高电能上网竞价优势,便成了现在火电行业亟需解决的课题。火力发电厂的厂用电主要来自汽机、锅炉等系统中大型的风机、水泵等辅机设备的电机。本文对机组的节能现状进行
学位
智能家居是一个以家庭住宅为基础,利用传感、自动化、互联通信、人工智能、计算机等技术,促进人与环境和谐相处的智能化家居生活平台,整个系统具有自动采集、信息交互、智能联控等特征。本文介绍了智能家居国内外的发展情况,分析了智能家居系统整体框架、常用功能模块、智能家居云平台及其交互过程。对比了几种常见的物联网无线连接协议,分析ZigBee在智能家居场景下的技术优势,详细阐述了ZigBee协议的概念、Zig
抗疫期间,为了保障师生健康安全,也为了完成既定教学目标,各校纷纷开展了线上教学,通过借助信息化软件,完成相关知识讲授,这种教学模式虽然对教师教学带来了一定的挑战,但是与此同时也为作业模式优化创设了有利条件。通过"线上线下"相结合的方式,不仅可以丰富小学数学作业内容和类型,而且可以使小学数学作业的形式多样化,增加小学数学作业的趣味性、实践性,
期刊
目的:建立简单快速的超高效液相串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定人血浆中精神类药物氟西汀、艾司西酞普兰、利培酮和阿立哌唑的浓度。方法:血浆样本采用乙腈沉淀蛋白的方法处理,以罗红霉素为内标,采用Thermo Scientific Hypersil GOLD aQ色谱柱(100mm×2.1mm, 1.9μm)分离化合物;流动相为水(含0.1%甲酸)和乙腈,梯度洗脱,流速为0.35ml/min;进样
在数字通信高速发展的今天,数字正交调制得到广泛的运用,各种民用和军用通信设备对测试提出了更高更新的要求。传统的误码率、信噪比等测量参数无法对通信系统里面的误差损失细节进行准确的诊断和定位。误差矢量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)是衡量通信系统一个关键参数,它可以直观快速地反映整个通信链路的信号传输质量,且对幅度噪声和相位相声都敏感,被越来越多的应用于通信链路的质量评估。