PE复合材料的结构与性能.pdf

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1、第40卷第7期塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY·27·2012年7月负载法原位制备MWCNTs／PE复合材料的结构与性能术李世云，闰东广，周海骏(江苏科技大学材料与工程学院，江苏镇江212003)摘要：通过多壁碳纳米管负载催化剂原位催化乙烯聚合制备多壁碳纳米管／聚乙烯(MWCNTs／PE)纳米复合材料。借助场发射扫描电镜、拉曼光谱、示差扫描量热仪、热失重分析仪等表征手段和力学性能测试研究了该复合材料的结构与性能。结果表明，与纯聚乙烯相比，通过原位聚合法在只加入0．2％MWCNTs

2、时，获得的纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别增加到1．6倍(从29MPa增加到45MPa)和1．5倍(从909％增加到1360％)。拉伸断面的SEM照片证明聚乙烯能够牢固地黏结到MWCNTs的表面，与拉曼光谱测试的结果相一致，这也是材料力学性能显著提高的一个主要原因。材料的热稳定性也有较大提高。关键词：多壁碳纳米管；聚乙烯；纳米复合材料；原位聚合中图分类号：TQ325．12文献标识码：A文章编号：1005—5770(2012)07—0027—04StudyonStructureandPrope

3、rtiesofMWCNTs／PECompositesviaIn。situPolymerizationLIShi—yun，YANDong。guang，ZHOUHai-jun(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)Abstract：Multiwalledcarbonnanotubes(MWCNTs)／PEcompositeswere

4、preparedviainsitupoly—merizationwithMWCNTssupportedcatalyst．Withthefieldemissionscanningelectronmicroscopy，Raman’spectroscopy，DSC，thermogravimetricanalyzerandothercharacterizationmethodsandmechanicaltesting，thestructureandpropertiesofthecompositeswere

5、studied．Withonlyintroducing0．2wt％MWCNTsby．insitupolymerization，boththetensilestrengthandelongationatbreakofnano—compositewereincreasedbyfactorsof1．6times(from29MPato45MPa)and1．5times(from909％to1360％)comparingwiththepurePE，respectively．SEMoffracturedsu

6、rface，inaccordancewiththeRamanresults，revealedthatthePEfirmlyadheredtothesurfaceofMWCNTs，whichwasresponsibleforthesignificantimprovementofthemechanicalpropertiesofnano—composites．Inaddition，thethermalstabilitiesofthecompositesweresignificantlyimproved

7、．Keywords：Multi‘walledCarbonNanotubes；PE；Nano—composites；In。situPolymerization聚烯烃是最重要的通用塑料品种，利用纳米尺寸再使小分子单体聚合成聚合物从而将两者复合的方填充材料，如碳纳米管(CNTs)和蒙脱土_4等，法。最近的研究报道证明了原位复合法能够使对其进行改性，是学术界和工业界共同关注的焦点之CNTs在聚烯烃基体(包括聚乙烯PE和聚丙烯PP一。CNTs／聚烯烃纳米复合材料不但可以改善聚烯烃等)中分散得较均匀。同时，在

8、PE的生产过程中控的力学性能，同时还可能使材料表现出一系列的热力制PE的形态和提高堆密度也是非常重要的，把均相学、电磁学等方面的性质。CNTs／聚合物纳米复合材的催化剂进行负载是改善PE形态和提高堆密度的一料的性能主要依赖于CNTs在聚合物基体中的分散程个非常重要的手段，以CNTs作为催化剂载体，由于度，以及CNTs与聚合物界面之间的作用程度。原聚合过程中PE链在增长的时候受到载体的控制，不位复合法是先将CNTs与小分子单体充分混合，然后会形成堆密度很小的细粉。本文利用负载催化剂原