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![聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基微納米復(fù)合材料的性能研究.pdf_第1頁(yè)](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/14/18/0a1ef34f-1bc6-4394-90cf-744f81803468/0a1ef34f-1bc6-4394-90cf-744f818034681.gif)
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1、高聚物基納米復(fù)合樹(shù)脂的研制及其應(yīng)用研究是當(dāng)前的熱點(diǎn),其中微納尺度材料的引入對(duì)高聚物基體結(jié)構(gòu)性能的影響備受學(xué)術(shù)界關(guān)注,也是產(chǎn)業(yè)界工藝調(diào)整優(yōu)化的理論依據(jù)。
本文以量大面廣的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,PET)為基體,以?xún)煞N典型微納尺度功能材料:載銀磷酸鋯抗菌功能材料和原位生成片層狀鈦系有機(jī)化合物作為添加相,通過(guò)非等溫結(jié)晶等方法系統(tǒng)研究了該兩種材料的的引入對(duì)聚酯基體熱性能、結(jié)晶行為、
2、流變行為等的影響;通過(guò)2D-WAXD表征分析了片狀鈦系有機(jī)化合物在加工成型過(guò)程中的取向趨勢(shì);通過(guò)SEM、TEM、AFM、FTIR、13CNMR和MALLDI-TOF-MS等手段表征了從復(fù)合樹(shù)脂中分離出的片狀鈦系有機(jī)化合物的形貌和結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提出了其原位形成機(jī)理;研究了PET/載銀磷酸鋯復(fù)合樹(shù)脂的紡絲成形性能,表征了所得纖維的力學(xué)和抗菌等性能;初步探索了纖維加工成形中超分子結(jié)構(gòu)變化。得到了如下主要結(jié)論:
1.載銀磷酸鋯在PE
3、T基體中分散比較均勻,粒徑在1μm左右;磷酸鋯的引入對(duì)PET樹(shù)脂的熔點(diǎn)以及熱降解溫度影響不大,對(duì)PET的晶型也沒(méi)有影響,但使PET的結(jié)晶能力有所提高。載銀磷酸鋯的引入,使得PET的復(fù)數(shù)黏度下降,原因可能是因?yàn)榱姿徜喌囊霚p少了PET分子鏈之間的纏結(jié),導(dǎo)致黏度的下降。
2.原位引入的鈦系有機(jī)物均勻分散在PET基體中,呈片狀分布,厚度約120nm,長(zhǎng)和寬約500nm。鈦系有機(jī)物的引入對(duì)PET基體的分子量及其分布、熱降解性能、熔
4、點(diǎn)和結(jié)晶行為無(wú)明顯影響。復(fù)合樹(shù)脂的WAXD圖譜中在8-12°出現(xiàn)了新的衍射峰,表明該鈦系有機(jī)物是結(jié)晶的,并且其結(jié)構(gòu)區(qū)別于已有的納米TiO2的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。引入鈦系有機(jī)物的復(fù)合樹(shù)脂表現(xiàn)出有趣的流變特性:復(fù)合樹(shù)脂的表觀粘度在比較低的剪切速率下(100S-1),高于空白PET,但在高剪切速率下,低于空白PET。檢測(cè)并分析了鈦系有機(jī)物沿樹(shù)脂、薄膜鑄片和雙向拉伸薄膜不同側(cè)面入射時(shí)的2D-WAXD衍射圖譜,發(fā)現(xiàn)片狀鈦系有機(jī)化合物在薄膜中呈平躺分布。分析
5、FTIR、13CNMR和MALLDI-TOF-MS圖譜表明,鈦系有機(jī)物是鈦系前驅(qū)體與合成PET的原料PTA和EG反應(yīng)的產(chǎn)物,為單斜晶系的片晶。
3.深入研究了兩種不同微納米粒子的引入對(duì)于PET結(jié)晶行為的影響。利用Jeziorny法研究了非等溫結(jié)晶的初級(jí)結(jié)晶階段,并計(jì)算了Avrami指數(shù)在3~4.5之間。研究發(fā)現(xiàn)Jeziorny法以及Mo法可以很好的模擬兩種不同復(fù)合體系的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué),但是Ozawa法對(duì)于模擬PET/磷酸
6、鋯體系出現(xiàn)偏差,可以很好地描述PET/Ti系復(fù)合材料。三種不同的處理方法都表明微納米粒子的引入對(duì)于PET的結(jié)晶均有一定促進(jìn)作用,加快了PET的結(jié)晶速率。
4.PET/磷酸鋯復(fù)合樹(shù)脂在加工溫度280-290℃之間具有很好的可紡性,在卷繞速度為800m/min,1000m/min,1200m/min時(shí),紡絲過(guò)程連續(xù),隨著紡絲速度增加,PET及其復(fù)合初生纖維的取向度增大。磷酸鋯的引入對(duì)于PET的纖維取向度影響不大。磷酸鋯的引入,
7、使得在相同的卷繞速度下,斷裂強(qiáng)度先減小后增大。原因可能是因?yàn)榱姿徜喌囊朐斐衫w維表面的應(yīng)力集中。最后對(duì)纖維的抗菌性能進(jìn)行了測(cè)試,表明有很好的抗菌效果,且抗菌率可以達(dá)到90%。
5.依據(jù)DSC、WAXD以及二維SAXS等實(shí)驗(yàn)手段,初步探討了牽伸過(guò)程對(duì)PET纖維超分子結(jié)構(gòu)的影響。纖維在經(jīng)過(guò)熱牽伸后,DSC測(cè)試出現(xiàn)了熔融雙峰,而且玻璃化轉(zhuǎn)變以及冷結(jié)晶峰消失,可能是由于牽伸后的分子鏈排入晶格的折疊方式發(fā)生變化引起的;WAXD結(jié)果顯
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