纳米重晶石聚合物复合材料的性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文纳米重晶石/聚合物复合材料的性能研究姓名：徐妍申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：吴卫生;杨斌20070101上海交通大学硕士学位论文纳米重晶石/聚合物复合材料的性能研究摘要重晶石具有可吸收紫外线、耐光、吸油值低等特点，广泛的应用于耐候材料、高档油墨、涂料和造纸等行业。本文研究了新型无机纳米填料——纳米重晶石(BaSO4)对聚氯乙稀(PVC)、聚氯乙稀/聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)合金性能的影响。首先熔融共混制备了纳米BaSO4/聚合物复合材料，采用万能冲击实验机、电子拉力机、热重分析仪(TGA)、旋转流变仪分别测试了上述复合材料

2、的力学性能、热稳定性能和流变性能，考察了三种不同表面性质(表面未改性、表面分别经过硬脂酸和硅烷改性)的纳米BaSO4的添加量以及BaSO4的粒径对复合材料性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)研究了纳米BaSO4在PVC基体中的分散形态和复合材料缺口冲击断面形态。对PVC/纳米BaSO4复合材料的研究结果显示，添加1wt%经过硬脂酸改性的纳米BaSO4的复合材料的冲击强度是纯PVC的3倍多，且PVC基体中的分散良好，微米BaSO4没有改善PVC的力学性能。添加3wt%纳米BaSO4可以显著改善PVC的热稳定性。流变测试的结果表明，纳米BaSO4的表面改性和添加量对PVC的

3、熔体粘度影响不大。对PVC/MBS/纳米BaSO4复合材料的研究结果表明，纳米BaSO4与MBS对PVC具有协同增韧的作用。添加1wt%纳米BaSO4可以使III上海交通大学硕士学位论文PVC/MBS合金的力学性能提高到113%。TGA的结果表明，添加3wt%经过硬脂酸改性的纳米BaSO4可以显著的改善PVC/MBS合金的加工热稳定性。关键词：纳米BaSO4，PVC，表面改性，力学性能，SEM，TGAIV上海交通大学硕士学位论文STUDIESONTHEPROPERTIESOFNANO-BaBO4/POLYMERCOMPOSITESABSTRACTAppliedannovel

4、nanoparticle－nano-BaSO4(includingthreekindsofsurfaceproperties,i.e.,surfacewithouttreatment,surfacetreatedwithstearicacid,surfacetreatedwithsilanecouplingagent)asfiller,PVCresin,PVC/MBSblendasmatrixes,preparednano-BaSO4/polymercompositesbymeltingblend,andinvestigatedthepropertiesandstructu

5、resofthecomposites.Theresultsshowedthatnano-BaSO4treatedbystearicacidcouldcontributetotheuniformdispersionofnano-fillersinthePVCmatrixandimprovedthestrengthandtoughnessofthecompositesgreatly,inwhichthepreferredcontentis1wt%.TheSEMmorphologyphotographshowedthatthenano-BaSO4/PVCbinarycomposi

6、teoccurredductilecrackbehaviorbyadding1wt%nano-BaSO4treatedwithstearicacid.Surfacetreatmentofnano-BaSO4andcontentscouldn’tdecreasetheviscosityofPVC.Theintroductionofelastomerandinorganicnano-particlesdramaticallyimprovedtheimpactstrengthofPVC.TheresultsofTGAillustratedthattheadditionofnano

7、-BaSO4wasfavortotheimprovementofthethermalpropertyofPVCaswellasPVC/MBSblends.KEYWORDS：Nano-BaSO4,Polymer,SurfaceTreatment,MechanicalProperties,SEM,TGAV上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。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已经发表或撰写过的作品