【摘要】：PPS是一種線型高分子結(jié)晶性聚合物,具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性和尺寸穩(wěn)定性等,可廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)、紡織行業(yè)和航空航天領(lǐng)域等。但由于PPS耐光穩(wěn)定性差,在長(zhǎng)期光照條件下顏色變深,力學(xué)性能變差,發(fā)生老化,抗紫外性能較差,極大的制約了 PPS在高端領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。納米二氧化鈦(TiO_2)作為一種無機(jī)紫外吸收劑,可以很好的吸收散射紫外光,紫外屏蔽效果佳,常被用作高聚物抗紫外改性劑。然而常規(guī)納米TiO_2粒徑小、比表面積大且表面活性高,摻雜過程中極易發(fā)生團(tuán)聚,影響改性效果,此外TiO_2自身優(yōu)異的光催化性能會(huì)加速PPS基體降解,因此在改性過程中有必要對(duì)TiO_2粒子進(jìn)行修飾,抑制其光催化性能。本課題首先采用凝膠-溶膠法對(duì)TiO_2化學(xué)修飾,制備了一系列紫外屏蔽納米粒子 TiO_2@SiO_2、TiO_2@SiO_2/APTES、TiO_2/PTES。對(duì) TiO_2@SiO_2、TiO_2@SiO_2/APTES、TiO_2/PTES納米粒子進(jìn)行一系列系統(tǒng)的表征,通過測(cè)試其紫外屏蔽性能、光催化性能,篩選出性能相對(duì)優(yōu)異的納米粒子。研究表明TiO_2@SiO_2/APTES-0.6納米粒子可以保持TiO_2的紫外屏蔽性能超過80%,同時(shí)能有效地抑制TiO_2的光催化性能。TiO_2/PTES-2納米粒子相比TiO_2@SiO_2/APTES-0.6納米粒子能更顯著地抑制TiO_2的光催化性能,不過由于PTES接枝量過大,卻無法保持TiO優(yōu)異的紫外屏蔽性能。然后將紫外屏蔽性能優(yōu)異,同時(shí)抑制TiO_2的光催化性能優(yōu)異的TiO_2@SiO_2/APTES-0.6和TiO_2/PTES-2納米粒子以不同比例加入PPS中,以熱致相成膜工藝制備PPS復(fù)合薄膜,探討納米粒子的摻雜對(duì)PPS抗紫外老化性能的影響。研究表明當(dāng)Ti02@SiO_2/APTES納米粒子摻雜量為1.0 wt%時(shí),TiO_2@SiO_2/APTES/PPS復(fù)合薄膜紫外輻射192h后的斷裂強(qiáng)度保留率和斷裂伸長(zhǎng)保留率分別為88.61%和85.14%,有效提高PPS抗紫外性能;當(dāng)TiO_2/PTES-2納米粒子的添加量為2.0 wt%時(shí),TiO_2/PTES/PPS復(fù)合薄膜紫外輻射192h后的斷裂強(qiáng)度保留率和斷裂伸長(zhǎng)保留率分別為93.75%和94.00%,PPS抗紫外性能達(dá)到最佳。
[Abstract]:PPS is a kind of linear polymer, which has excellent thermal stability, chemical corrosion resistance and dimensional stability. It can be widely used in machinery industry, textile industry and aerospace industry. However, due to the poor light resistance and stability of PPS, the color becomes darker, the mechanical properties become worse, the aging occurs and the UV resistance is poor under long-term light conditions, which greatly restricts the application and development of PPS in high-end fields. Nano-titanium dioxide (TiO_2), as an inorganic ultraviolet absorbent, can absorb and scatter ultraviolet light very well, and the UV shielding effect is good, so it is often used as polymer anti-ultraviolet modifier. However, the size of conventional nano-TiO_2 particles is small, the specific surface area is large and the surface activity is high, so it is easy to agglomeration in the doping process, which affects the modification effect. In addition, the excellent photocatalytic performance of TiO_2 itself will accelerate the degradation of PPS matrix, so it is necessary to modify TiO_2 particles in the modification process to inhibit its photocatalytic performance. In this paper, a series of UV shielded nanoparticles TiO_2@SiO_2,TiO_2@SiO_2/APTES,TiO_2/PTES. were prepared by chemical modification of TiO_2 by gel-sol method. A series of systematic characterization of TiO_2@SiO_2,TiO_2@SiO_2/APTES,TiO_2/PTES nanoparticles was carried out. By testing their UV shielding performance and photocatalytic performance, the nanoparticles with relatively excellent performance were screened out. The results show that TiO_2@SiO_2/APTES-0.6 nanoparticles can maintain the UV shielding performance of TiO_2 more than 80%, and can effectively inhibit the photocatalytic performance of TiO_2. TIO _ 2/PTES-2 nanoparticles can inhibit the photocatalytic performance of TiO_2 more significantly than TiO_2@SiO_2/APTES-0.6 nanoparticles, but because of the large amount of PTES grafting, it can not maintain the excellent UV shielding performance of TiO. Then TiO_2@SiO_2/APTES-0.6 and TiO_2/PTES-2 nanoparticles, which have excellent UV shielding performance and excellent photocatalytic performance of TiO_2, were added to PPS in different proportion. PPS composite thin films were prepared by thermogenic phase formation process. The effect of doping nanoparticles on the UV aging resistance of PPS was discussed. The results show that when the doping content of Ti02@SiO_2/APTES nanoparticles is 1.0 wt%, the retention rates of fracture strength and fracture extension of TiO_2@SiO_2/APTES/PPS composite films are 88.61% and 85.14% respectively after 192 h UV radiation, which can effectively improve the UV resistance of PPS. When the content of TiO_2/PTES-2 nanoparticles was 2.0 wt%, the retention rates of breaking strength and breaking extension of TiO_2/PTES/PPS composite films were 93.75% and 94.00%, respectively, and the UV resistance of PPS composite films was the best.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB383.1;TQ326.56

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6 司e，

本文編號(hào)：2503132