MWNTs／HDPE复合材料的结晶行为研究.pdf

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1、第39卷第2期塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY·63·2011年2月MWNTs／HDPE复合材料的结晶行为研究术李博，季铁正，李佳，丁阳(西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710129)摘要：采用超声分散溶液混合法制备出多壁碳纳米管(MWNTs)／高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。通过场发射电镜观察了MWNTs在HDPE基体中的分散，采用x射线衍射(XRD)分析和差示扫描量热(DSC)分析研究了含碳纳米管的高密度聚乙烯的晶态结构和结晶行为，并利用Avrami方程描述了复合材料的等温结晶动力学。结果表明，MWNTs可以较好地分散在HDPE基体中并且作为一

2、种有效的成核剂，用量较少(1％)和直径较大(60～100nn1)的MWNTs成核效果更明显；它们并没有改变HDPE的晶型；随着MWNTs含量的增加和温度的升高，MWNTs／HDPE复合材料中HDPE主要是通过异相成核以球晶生长方式结晶的。关键词：多壁碳纳米管；高密度聚乙烯；结晶动力学；成核剂中图分类号：TQ325．12文献标识码：A文章编号：1005—5770(2011)02—0063—05InvestigationofCrystallizationBehaviorofMWNTs／HDPECompositeLIBo，JITie—zheng，LIJia，DINGYang(De

3、partmentofAppliedChemistry，SchoolofScience，NorthwesternPolytechnicUniversity，Xian710129，China)Abstract：MWNTs／HDPEcompositeswerepreparedbysolutionblendingandultrasonicdispersion．FESEMmicrographshowedthedispersionofMWNTsinHDPEmatrix．Thecrystallinestructureandthecrys—tallizationbehavioroftheM

4、WNTs／HDPEcompositewereanalyzedbyXRDandDSC．Isothermalcrystalliza—tionkineticsofthecompositewasdescribedbyAvramiequation．TheresultsdemonstratedthatMWNTscouldwelldistributeinHDPEandserveaseffectivenucleatingagents；MWNTswiththelesscontent(1wt％)andthelargerdiameter(60～100nm)hadmoreremarkableeff

5、ectonnucleation；TheydidnotchangetheHDPEcrystalform；WiththeincreaseofMWNTscontentandtemperature，HDPEinthecompositegrewintocrystalsinapatternofspherulitethroughheterogeneousnucleation．Keywords：MWNTs；HDPE；CrystallizationKinetics；NucleatingAgent碳纳米管(CNTs)具有良好的电学、热学和磁性、导电导热性、耐热耐磨性等性能有着重要的影学性能，常

6、用作复合材料的添加体，可大幅度提高聚响。但是目前研究CNTs对聚合物热力学性能影响的合物材料的导电性、导热性、电磁屏蔽性能和光电子文献却较少。发射性能；低压法制备的HDPE具有优异的耐寒因此，本文以上述方法制备出四种MWNTs(多性和耐摩擦性。因而CNTs／HDPE复合材料可以作为壁碳纳米管)与HDPE的复合材料，系统地研究了传统导电导热材料的良好替代品。然而传统中常用的MWNTs对HDPE结晶行为的影响，旨在为MWNTs／分散方法，比如：溶液法、熔融共混、对CNTs表面HDPE复合材料功能性的机理研究提供理论指导。进行化学修饰等』，要么工艺复杂，要么不能使1实验部分CNT

7、s均匀分散于HDPE中，要么会在体系中引入其1．1主要原料他杂质，因而影响复合材料的应用。HDPE：Lupolen5261z，化学纯，德国BASF公采用溶液混合、超声分散的方法，可以制备出一司；MWNTs：化学纯，深圳纳米港有限公司(型号种能够使CNTs分散均匀且与HDPE有着良好结合的规格如表1所示)；1，2一邻二氯苯(DCB)：分析复合材料。然而在后续的实验过程中，我们发现该复纯，天津市光复精细化工研究所。合材料的结晶性能和结晶形态对其强度、尺寸稳定1．2主要仪器设备教育部留学归国人员科研启动基金作者简介：李博