PET/SiO2纳米复合材料的研究进展

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种应用广泛的工程塑料,为进一步提升材料性能以拓宽其工程应用领域,采用无机纳米二氧化硅(SiO_2)粒子填充改性已成为最为有效的途径之一。针对PET/SiO_2纳米复合材料,主要从纳米SiO_2表面改性、复合材料制备以及复合材料性能三方面综述其研究进展。在此基础上,对PET/SiO_2纳米复合材料的研究方向进行了展望。     

退火处理对PET/粘土纳米复合材料结晶行为的影响

利用差示扫描量热法测试了PET、PET/粘土纳米复合材料、增粘PET/粘土纳米复合材料在退火的热历史条件下的一些结晶行为,对其冷结晶峰、熔融温度分别进行对比,结果表明:PET/粘土纳米复合材料的冷结晶温度高低顺序为:PET/粘土纳米复合材料<增粘PET/粘土纳米复合材料相似文献   

PET/SiO2纳米复合材料的光学性能和结晶成核行为

以乳液聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆纳米S iO2的核-壳结构复合粒子,并利用聚合法和共混法制备PET纳米复合材料。研究了复合颗粒和纳米复合材料的制备条件和方法等对复合材料光学和结晶成核行为的影响。结果表明:分散良好的纳米颗粒对PET有很强的成核作用,抑制PET球晶生长速度,提高PET总结晶速率和透明度。共混法制备的纳米复合NPET透明度提高,而聚合法制得的NPET透明度降低。NPET熔融结晶行为表明,随着纳米颗粒含量增加,NPET双熔融小峰逐步降低;纳米S iO2含量2%时,NPET的结晶速度最快,结晶半峰宽仅有5.1℃。     

Step-scan DSC研究PET/纳米CaCO3复合材料的结晶和熔融行为

采用纳米碳酸钙(CaCO3)浆料直接分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的单体乙二醇中,原位聚合制备出分散均匀的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/CaCO3纳米复合材料。分别利用传统的差示扫描量热仪(DSC)和步进扫描DSC(Step-scan DSC)技术研究了CaCO3含量变化对PET结晶和熔融行为的影响及非等温结晶动力学过程。结果表明,纳米粒子与PET的相互作用较弱,对PET结晶主要起促进作用,使结晶更加完善,碳酸钙的含量达到3%时,相对结晶速率达到最大。结晶初期,纳米粒子异相成核作用占优势,这种优势随着纳米粒子含量的增加而有所减弱;结晶后期,纳米粒子对高分子运动的牵制作用比较明显。     

PET/有机蒙脱土纳米复合材料等温结晶动力学过程研究

用DSC方法研究了具有反应活性的有机蒙脱土与聚对苯二甲酸乙二酯（PET）原位聚合和熔融共混后的两种插层复合材料的等温结晶行为。结果表明，有机蒙脱土起异机成核作用，使PET的结晶过程更加复杂，对聚合样由于有机处理剂参与PET链的反应，特殊的结构有利于成核过程，但对总的结晶速率有一定影响，结晶速率的提高程度依赖于有机蒙脱土的添加量；有机蒙脱土使共混样品的结晶速率大大加快。     

PET/PCTG/SiO2 共混材料热性能研究

目的 PET与PCTG和Si O_2共混是提高PET综合性能的一种途径,研究共混材料的热性能的变化规律来为共混材料的共混工艺提供理论基础。方法测定PET与PCTG及不同粒径Si O_2的共混材料的升温和降温DSC分析曲线,研究PCTG和Si O_2的粒径和用量对PET/PCTG/Si O_2共混材料的冷、热结晶性能的影响。结果 PET与PCTG和Si O_2共混,PCTG和Si O_2的加入会降低PET的冷结晶温度,提高热结晶温度,Si O_2用量越大,冷结晶温度降低和热结晶温度提高的幅度越大。结论PCTG和Si O_2对冷、热结晶温度的协同影响较大,Si O_2的粒度对PET/PCTG/Si O_2冷结晶温度影响较小,对热结晶温度影响较大,Si O_2的粒度越小,热结晶温度越高。     

嵌段齐聚物修饰纳米SiO2对PET结晶性能的影响

采用溶液聚合法在纳米 SiO2表面接枝两种不同性质的齐聚物聚乙二醇(PEG)和聚对苯二甲酸乙二酯低聚物(LMPET),通过 FTIR、1 H-NMR、XPS 和 HR-TEM 对其结构形貌进行表征。采用熔融共混制备 PET 纳米复合材料,并利用 DSC 和 XRD 对改性纳米 SiO2对 PET 结晶性能的影响进行研究。结果表明,LMPET 通过 PEG 成功接枝到 SiO2表面,粒径尺寸为40~50 nm;纳米 SiO2可作为成核剂诱导 PET 的结晶提高结晶速率,当添加量为2%(质量分数)时,结晶温度得到明显提高。     

TPU与纳米SiO2共混增韧改性PET研究

采用热塑性弹性体TPU共混增韧改性PET树脂,在共混物中加入成核剂纳米SiO2提高PET的成核性,同时采用硅烷偶联剂KH-560与氨基偶联剂A-1100两种不同的偶联剂对SiO2进行改性,以提高其在树脂中的相容性和分散性。研究了TPU、成核剂的用量及偶联剂的种类与用量对体系力学性能的影响。结果表明:TPU的加入提高了PET的韧性,但强度及刚性有所降低,且30%的添加质量分数较合适;质量为共混物1%的成核剂SiO2可有效提高PET的成核性,从而提高材料的强度,但对断裂伸长率影响不大;氨基硅烷偶联剂A-1100较硅烷偶联剂KH-560有更好的改性效果。     

PET/改性炭黑纳米复合材料薄膜的抗紫外性能和结晶行为

采用有机紫外线吸收剂UV327通过固相原位接枝法对炭黑进行改性制备复合型紫外线吸收剂。通过红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)测试,表征了炭黑(CB)及改性炭黑(m-CB)的结构及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体中的分散性,结果表明,UV327成功接枝到炭黑表面,m-CB在PET基体中的分散也很均匀。采用差示扫描量热(DSC)和UV-vis分光光度计研究了PET/CB和PET/m-CB薄膜的结晶性能和对紫外线及可见光的透过性能。与CB相比,m-CB对PET有更强的成核效应,添加m-CB的PET复合材料薄膜吸收紫外线能力更强,并且m-CB可以降低PET薄膜的雾度。     

PET-PEE/ATO纳米复合材料的非等温结晶动力学

采用无机纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)和有机聚醚酯(PEE)协同提高聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的抗静电性能,合成了聚对苯二甲酸乙二酯-聚醚酯/锑掺杂二氧化锡纳米复合材料(PET-PEE/ATO)。使用Ozawa方程和Liu-Mo方程研究了PET-PEE/ATO纳米复合材料的非等温结晶过程。Ozawa方程研究发现,在非等温结晶过程中,PET、PET-PEE、PET/ATO、PET-PEE/ATO的成核性能依次提高。Liu-Mo方程发现,ATO和PEE的加入分别促进了异相成核作用和加快了结晶生长,PET-PEE/ATO结晶成核性能最好,结晶速率最快。     

PET/PTT共混体系的结晶熔融行为

对PET/PTT共混体系的DSC热分析结果表明,在共混体系中两组分形成各自的晶体,呈现各自的熔点Tm,但两种聚合物各自的结晶过程是彼此受对方影响的。从形态和热力学两方面对共混体系的熔点下降行为进行了解释,根据N ish i-W ang方程的计算结果,PET/PTT共混体系的相互作用能密度和相互作用参数都为负值,表明PET/PTT共混体系在熔融态是热力学稳定的相容体系,在该体系中,PET和PTT分子间存在着密切的相互作用。     

聚酯纤维的附生结晶法改善纤维的表面浸润性

将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维置入过冷态的聚乙二醇(PEG)和聚己二酸丁二酯(PBA)熔体,制备了PET纤维/PEG基体和PET纤维/PBA基体复合体系。使用偏光显微镜和原子力显微镜研究了这两种异质复合体系的界面结晶形态,利用接触角测量仪测量了附生结晶法改性前后PET纤维织物的接触角。结果表明,纤维置入温度和结晶等条件决定附生体系的横穿晶体形态结构,选取合适的树脂并采用附生结晶的方法可明显改善PET纤维织物的表面浸润性,并有望改善PET纤维增强复合材料内部的界面结构。     

PBT／PET的组成与结晶行为

研究了ＰＢＴ／ＰＥＴ塑料合金的组成对其结晶行为亚宏观结构形态的影响，酯交换反应和组分间彼此对结晶作用的影响，是熔点与组成关系变化的原因。冷结晶温度与组成的关系表明，对于ＰＥＴ，ＰＢＴ相当于一种结晶促进剂，ＰＢＴ质量分数高于０．５０时，ＰＢＴ／ＰＥＴ塑料合金的注射射模温可低于８０℃，成核剂对球晶尺寸的影响大于组成的影响。     

玻璃纤维增强PBT／PET共混复合体系的力学性能

ＰＢＴ／ＰＥＴ共混物经玻纤维增强后，冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、热变形温度以及玻纤含量均大幅度提高。但玻纤之间玻纤与树脂之间的磨耗易引起ＰＢＴ、ＰＥＴ分子链断裂，特性粘度下降。作增强用玻纤含量一般控制在４５％以内。玻纤起增强作用的关键是其表面偶联剂与树脂ＰＢＴ、ＰＥＴ的偶联作用。树脂基体将吸收的外来冲击能通过树脂与玻纤的偶联传递到玻纤上，再经玻纤分散在较大体积范围内，表现为其力学性能影响。     

PET/EVA共混物的制备及其相容性的研究

对不同比例的PET和EVA组分进行共混 ,在理论上分析其相容性 ,并对所得样品用DSC进行热分析 ,用SEM观察其相结构。结果表明 ,PET/EVA共混体系在理论上属于热力学不相容体系 ,电镜照片显示PET和EVA呈海岛结构 ,PET为连续相 ,EVA为分散相。     

PET/SiO2纳米复合材料的非等温结晶动力学

为了研究溶胶-凝胶原位聚合法合成的PET/SiO2纳米复合材料的结晶性能,用Avrami法和莫志深法对该复合材料进行了非等温结晶动力学研究。通过研究,得出以下结论:SiO2纳米粒子对基体PET具有异相成核作用,使PET的结晶温度明显升高,SiO2纳米粒子的加入使PET的结晶速率提高;SiO2粒子改变了PET基体的成核机理和生长方式;PET/SiO2纳米复合材料非等温结晶行为适合莫志深法。     

HDPE/PET共混物的原位反应增容

采用"一步挤出法"制备了高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二(醇)酯(HDPE/PET)共混物。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析证明了HDPE与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝共聚物HDPE-g-GMA的形成。通过力学性能测试、扫描电镜(SEM)观察、差示扫描量热(DSC)分析和维卡软化点测试评价了共混物的增容效果。结果表明,过氧化二异丙苯(DCP)含量对体系增容效果的影响要大于单体含量的影响;当DCP含量不超过0.25phr时,增容效果随其含量的增加而提高,但当DCP含量为0.30phr时增容效果有所下降。采用"一步挤出法"进行HDPE/PET共混物的原位反应增容是可行的。     

抗静电PET/ATO纤维的制备及材料的性能

采用原位聚合的方法制备了抗静电涤纶(PET)/锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米复合材料。结果显示,ATO在PET中分散良好,团聚体尺寸小于200 nm;加入ATO没有影响PET的流动曲线类型,随着ATO含量的增加,在相同的剪切频率下,熔体黏度均呈先增加后减小的趋势;加入ATO提高了材料的热性能,利于熔融纺丝。采用熔融纺丝法制备了抗静电纳米复合纤维。ATO含量为1.0%(质量分数,下同)时纤维的比电阻由2.7×1013Ω.cm下降到4.9×108Ω.cm。抗静电纤维的渗滤阈值为1.05%,低于传统抗静电填料。     

用动态力学粘弹谱研究PBT／PET共混体系的相容性

利用动态力学分析方法考察了ＰＢＴ／ＰＥＴ合金的动态力学粘弹谱，从谱图中分析得到：在ＰＢＴ／ＰＥＴ合金中除了完全互溶状态的ＰＢＴ／ＰＥＴ外，还存在独立的ＰＢＴ、ＰＥＴ区域。合金的特性粘度增加，其动态模量增加，而且相转变损耗峰向高温旃方向转移。其中β松弛损耗峰是由于酯基－ＣＯＯ－的运动引起的，它的峰值随合金特性粘度增加而下降。这些均可以由合金中ＰＢＴ、ＰＥＴ的相溶性及分子运动得到解释。