聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶及增韧行为的调控

聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶及增韧行为的调控

【摘要】： 本文为达到改善热塑性聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)结晶速率和冲击韧性的目的,通过熔融共混的制备方法,选用芳香族酰胺类Star NU-100、无机填料石墨(Gr)、小分子物质间十五烷基酚(PDP)以及热塑性弹性体TPEE对PET的结晶和增韧行为进行调控。运用差示扫描量热仪(DSC)、广角X-射线衍射(XRD)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)以及力学性能测试仪等测试手段研究了上述各物质对PET的结晶和熔融行为、晶体结构、球晶形貌以及力学性能等方面的影响。首先,采用熔融共混的方法制备了 PET/NU-100复合材料,考察芳香族酰胺类化合物NU-100对PET的各性能的影响。DSC测试结果表明,NU-100对PET的结晶具有明显的成核效果。当NU-100在PET基体中所占含量为0.8 wt%时,结晶度达到40.57%,成核效率为78.30%,结晶速率也有很大的提高。同时NU-100的添加对PET的晶型没有改变,但成核密度增加,晶粒更为细化。力学测试结果表明,PET/NU-100复合材料的冲击强度随NU-100含量的增加呈先上升后下降的趋势,当NU-100含量为0.2 wt%时,其冲击强度为0.244 KJ/m2,增加了39%。其次,研究了无机填料石墨(Gr)对PET结晶行为、晶体结构以及力学性能等方面的影响。结果表明,石墨(Gr)可以有效改善PET的结晶行为。当Gr的含量为0.1wt%时,其结晶峰温度相较于纯PET而言提高了 10.79℃,结晶度也有所提高。XRD测试结果表明,Gr对PET的晶体结构无明显影响,同时复合材料的晶核数目增多,球晶尺寸趋于均匀化。同时,加入Gr会增加PET的弯曲强度,冲击强度有所下降,即Gr起到增强PET的作用,削弱了其冲击韧性。随后,针对Gr削弱PET冲击韧性的问题,加入热塑性弹性体TPEE对其进行改性,并对其结晶行为和力学性能进行了考察。结果表明,TPEE加入PET/Gr复合材料中,减缓了该复合材料的结晶速率,影响了其结晶性能。且随TPEE含量的增加,阻碍结晶的行为愈加明显。但与纯PET相比,Gr和TPEE促进了 PET的结晶行为,加快了 PET的结晶速率,同时对PET的晶体结构无明显影响,且随着TPEE含量的增加,衍射峰的强度不断增强,使其晶粒尺寸变大。SEM结果表明,其冲击断面的褶皱数目增加,银纹和剪切带也逐渐增多,有典型的塑性断裂的特征。另外,TPEE的加入降低了 PET的刚性,但对冲击韧性有显著的改善效果。最后,将小分子物质PDP与Gr以不同质量比共混后加入PET中,对其进行改性。利用熔融共混的方法制备PET/Gr/PDP复合材料。测试结果表明,加入不同比值的Gr-PDP后,PET/Gr/PDP的结晶温度呈升高趋势,结晶速率有所提高,复合材料的晶体结构无明显变化。同时复合材料PET/Gr/PDP的冲击能量和冲击强度均升高,且随Gr-PDP比值的增大,冲击能量和冲击强度呈上升趋势。

【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019

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