氮化硼、海泡石改性脂肪族聚酯(PBS、PLA)復(fù)合材料的熱性能研究
發(fā)布時(shí)間:2018-06-03 03:55
本文選題:聚丁二酸丁二醇酯 + 聚乳酸; 參考:《陜西科技大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:合成高分子材料的廣泛應(yīng)用,引發(fā)了一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,研究開(kāi)發(fā)利用功能化的可生物降解材料成為緩解環(huán)境壓力的熱點(diǎn)問(wèn)題,利用無(wú)機(jī)粒子改性高分子材料,成為制備優(yōu)異性能復(fù)合材料的研究重點(diǎn)。本論文分別以丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸(PLA)為基體,以六方氮化硼(h-BN)、海泡石(SP)微米粒子為增強(qiáng)材料,采用熔融共混和開(kāi)煉壓延工藝,制備無(wú)機(jī)物/脂肪族聚酯復(fù)合材料,分析研究了無(wú)機(jī)物改性不同聚酯復(fù)合材料性能差異性的原因。并采用KH550、KH560處理h-BN、SP無(wú)機(jī)粒子表面,研究了無(wú)機(jī)粒子對(duì)PBS、PLA基復(fù)合材料聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、界面相容性、結(jié)晶性能、熱穩(wěn)定性以及力學(xué)性能的影響。本研究得到的結(jié)論如下:一、h-BN、SP的加入對(duì)聚酯基復(fù)合材料性能的影響1)與PBS相比,h-BN/PBS、SP/PBS復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率增大,隨h-BN、SP添加量的提高,拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),當(dāng)h-BN、SP添加量分別為6wt%和2wt%時(shí),綜合力學(xué)性能最優(yōu)。但加入過(guò)量h-BN、SP后,PBS基體中出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象,力學(xué)性能下降。2)與PLA相比,隨h-BN、SP含量的提高,h-BN/PLA、SP/PLA復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),但斷裂伸長(zhǎng)率下降,向PLA復(fù)合材料中引入10wt%熱塑性聚氨酯(TPU)彈性體后,復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度變化不大,斷裂伸長(zhǎng)率顯著提高,且與h-BN或SP三元共混時(shí)的相容性得到明顯改善。二、偶聯(lián)劑KH550、KH560改性h-BN、SP對(duì)聚酯基復(fù)合材料性能的影響1)KH550、KH560接枝在h-BN、SP表面,提高了粒子與PBS基體的相容性,團(tuán)聚現(xiàn)象得到明顯改善。改性h-BN、SP粒子的加入,PBS的晶型不發(fā)生改變。與PBS相比,拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率明顯提高,當(dāng)KH550改性h-BN、SP添加量分別為6wt%和3wt%時(shí),復(fù)合材料綜合力學(xué)性能、耐熱性能最優(yōu),但改性粒子添加量過(guò)高時(shí),在PBS基體中出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。2)KH550、KH560改性h-BN、SP粒子后,同樣改善了粒子與PLA基體的相容性。研究發(fā)現(xiàn)改性粒子加入后,PLA的晶型不發(fā)生改變,隨h-BN、SP添加量的提高,拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),當(dāng)KH550改性h-BN、SP添加量分別為3wt%和2wt%時(shí),復(fù)合材料綜合力學(xué)性能、耐熱性能最優(yōu),但粒子添加量過(guò)高時(shí),PLA基體出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。三、改性h-BN、SP/聚酯基復(fù)合材料熱分解動(dòng)力學(xué)研究1)改性h-BN、SP加入后,PBS、PLA基復(fù)合材料的熱穩(wěn)定提高,由于h-BN、SP熱分解溫度高,因而聚酯基復(fù)合材料僅表現(xiàn)出自身的熱分解過(guò)程。當(dāng)h-BN-KH560添加量為3wt%時(shí),PBS基復(fù)合材料耐熱性最優(yōu),熱分解動(dòng)力學(xué)研究表明,h-BN加入后,PBS基復(fù)合材料的表觀活化能提高了24.62 k J/mol,ln A增大。當(dāng)SP-KH550添加量為3wt%PBS復(fù)合材料耐熱性最佳,PBS復(fù)合材料的表觀活化能可提高24.48k J/mol,ln A無(wú)明顯變化。2)PLA基復(fù)合材料熱分解過(guò)程出現(xiàn)PLA和TPU兩個(gè)階段的熱分解過(guò)程,當(dāng)h-BN-KH560添加量為4wt%時(shí),PLA基復(fù)合材料耐熱性最優(yōu),復(fù)合材料的表觀活化能提高了25.49k J/mol,ln A增大。當(dāng)SP-KH550添加量為3wt%時(shí),PLA基復(fù)合材料耐熱性最佳,復(fù)合材料的表觀活化能、ln A略微增大。3)研究發(fā)現(xiàn)h-BN在聚酯基體中起成核作用,使得PBS和PLA晶粒細(xì)化、結(jié)晶速率加快,結(jié)晶度增大,導(dǎo)致熱穩(wěn)定提高,而SP的成核作用不明顯,其主要充當(dāng)耐高溫增強(qiáng)材料,使得體系熱穩(wěn)定性提高。
[Abstract]:In this paper , the effects of inorganic particles on the properties of polyester composites were studied . The results were as follows : 1 銆,
本文編號(hào):1971372
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