pet蒙脱土纳米复合材料的制备与结晶性能研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPreparationofPET／MontmorillonitenanocompositesandstudyonthecrystallizationByHefengWangSupervisor：AssociateProf．XiaorongYuMaterialProcessingEngineering一SchoolofMaterialScienceandEngineeringMay2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指

2、导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：丑瘤鸟埠日期：210忡年歹月万日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保

3、存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：王伤峰日期：动件年j月万日摘要聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)性能优良，但因其冲击特性差、结晶速率较慢等缺陷限制了其在一些领域中的应用。蒙脱土(MMT)是一种天然的纳米填料，将少量MMT加入聚合物基质后，能改变基质的一些性能，如结晶速率、机械性能、阻隔性能和阻燃性能等。因此，利用蒙脱土改性PET制备纳米复合材料赢得了广泛的关注。本文尝试以十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂KH．560作为改性剂对钠基蒙脱土

4、进行有机改性，分别制备得有机蒙脱土C．MMT和C．S．MMT，并将Na-MMT、C．MMT、C．S．MMT及市售有机蒙脱土DK2、DK5分别与PET熔融混合制备PET／蒙脱土复合材料。研究PET、有机改性剂和蒙脱土之间的作用机理及PET／蒙脱土纳米复合材料结构与性能之间的关系。主要工作如下：(1)用CTAB改性Na．MMT制得C．MMT，CTAB和KH．560共同改性Na．MMT制得C．S．MMT。利用广角衍射(W久XD)、红外光谱(FTIR)对Na-MMT、C—MMT和C．S．MMT进行分析，结果表明CTAB进入了MMT层间，层间距增大，而KH．560覆盖在蒙脱

5、土表层。通过热重分析法(TG)对其进行热稳定性分析，结果显示：KH．560覆盖在蒙脱土表层，C．MMT和C．S．MMT的均表现为三段式分解，起始分解温度在230℃左右。(2)将Na．MMT、C．MMT、C．S．MMT、DK2和DK5分别以不同的比例与PET熔融混合，制备得几种复合材料PET／MMT、PET／C．MMT、PET／C—S．MMT、PET／DK2和PET／DK5。利用WAXD对各试样进行结构分析，结果表明：蒙脱土的类型与含量影响其在PET中的分散情况。C．MMT和C．S．MMT含量分别为1％、3％和5％时形成插层型纳米复合材料PET／C—MMT和PET／

6、C．S．MMT；DK2含量为1％以及MMT含量为1％、3％和5％时形成剥离型纳米复合材料PET／DK2和PET／MMT，DK2含量为3％和5％时形成插层型纳米复合材料PET／DK2；DK5含量为l％、3％和5％时形成微观复合材料PET／DK5。对PET／MMT、PET／C．MMT、PET／C．S．MMT和PET／DK2进行热重分析，结果表明，添加蒙脱土到PET基质后，PET的热稳定性能得到了改善，并且热稳定性与蒙脱土的分散状态有关。通过KAS和FWO两种方法计算的热解活化能也得出，蒙脱土确实能使PET的摘要热稳定性得到提高。(3)采用示差扫描量热仪DSC对PET、

7、PET／MMT、PET／C．MMT、PET／C．S．MMT和PET／DK2的结晶性能进行分析，结果显示PET／MMT、PET／C．MMT、PET／C．S．MMT和PET／DK2的过热度和过冷度比纯PET的低，降温结晶峰高于纯PET，这说明蒙脱土对PET结晶起异相相成核作用，且这种作用受分散状态的影响。对PET、PET／MMT、PET／C．MMT、PET／C．S．MMT和PET／DK2进行非等温结晶研究，然后使用Jeziorny方法处理非等温结晶，并采用三种方法计算了各种试样的结晶活化能，最后计算各种蒙脱土的成核活性。结果表明，蒙脱土起到异相成核的作用，提高了结晶速

8、率。关键词