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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。