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耐热、高韧聚甲醛复合材料的制备及结构与性能研究

作　者: 张丽娟
导　师: 丁雪佳
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 聚甲醛 热稳定性 紫外老化性能 聚酯弹性体TPEE 增韧
分类号: TQ326.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


聚甲醛(polyoxymethylene, POM)是一种综合性能优良的工程塑料,具有优异的物理和化学性能,良好的力学性能,摩擦磨损性能等；但由于POM在高温下易分解产生甲醛气体,在热氧作用下甲醛会进一步氧化成甲酸,发生“拉链式”解聚；POM对紫外光极其敏感；此外,POM的缺口敏感性大,缺口冲击强度低,韧性差,大大限制了POM的应用。本文选用稳定剂COPA和抗氧剂复配改性POM的热稳定性能和紫外老化性能；选用聚酯弹性体TPEE及聚醚型聚氨酯(TPU)增韧改性POM。主要研究结果如下：1.研究了稳定剂COPA和抗氧剂1010对POM热稳定性和紫外老化性能的影响,对比了紫外老化前后POM结晶性能、热失重、力学性能、熔融指数和流变性能的变化；发现COPA和抗氧剂1010均能细化POM球晶尺寸,提高POM的结晶度,对POM有结晶成核作用；COPA和抗氧剂1010能明显提高POM的热稳定性,减少POM紫外老化后的力学性能损失,POM/COPA/抗氧剂1010的配比为(100/0.5/0.5)时稳定效果较佳。2.研究了弹性体TPEE、TPU含量、并用方式等因素对POM的球晶尺寸、微观结构形态(SEM)、力学性能、热稳定性及流变性能的影响；结果表明：当TPU含量为20%时,POM的缺口冲击强度比纯POM提高了约60%；当TPEE含量为20%时,POM的缺口冲击强度提高了约120%；POM/TPEE/TPU三元共混物的配比为70/5/25时,POM的缺口冲击强度由9KJ/m2增加到24.4KJ/m2,提高了1.7倍。3.研究表明：含量相同时,TPEE的增韧效果优于TPU和TPEE/TPU复配体系。而且弹性体的加入提高了POM的热稳定性和复数粘度。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章 绪论  14-28
  1.1 聚甲醛的发展现状  14-15
  1.2 聚甲醛的结构及聚合  15-17
  1.3 聚甲醛的改性研究进展  17
  1.4 聚甲醛的热稳定改性  17-19
    1.4.1 聚甲醛的降解机理  17-18
    1.4.2 聚甲醛的热稳定化改性进展  18-19
  1.5 聚甲醛的光稳定化改性  19-20
  1.6 聚甲醛增韧改性  20-23
    1.6.1 弹性体增韧机理  20-23
    1.6.2 非弹性体增韧机理  23
  1.7 聚甲醛的填充与增强  23-24
  1.8 聚甲醛的耐磨性能改性  24-25
  1.9 聚甲醛的阻燃性能改性  25
  1.10 热塑性聚酯弹性体(TPEE)  25-26
  1.11 本论文研究的目的、意义和创新点  26
  1.12 本文主要研究内容  26-28
第二章 实验部分  28-32
  2.1 实验原料  28
  2.2 实验设备  28-29
  2.3 共混物的制备  29
    2.3.1 POM/COPA共混物制备  29
    2.3.2 POM/抗氧剂1010共混物制备  29
    2.3.3 POM/COPA/抗氧剂1010共混物制备  29
    2.3.4 POM/弹性体共混物的制备  29
    2.3.5 POM/TPEE/TPU共混物的制备  29
  2.4 注塑成型  29
  2.5 测试与表征  29-32
    2.5.1 结晶性能分析  30
    2.5.2 紫外老化性能  30
    2.5.3 热性能分析  30
    2.5.4 力学性能测试  30
    2.5.5 流变性能测试  30-32
第三章 聚甲醛的热稳定性能研究  32-48
  3.1 POM/COPA共混体系  32-36
    3.1.1 偏光显微镜分析  32-33
    3.1.2 扫描电镜分析  33
    3.1.3 力学性能测试  33-36
    3.1.4 POM/COPA共混物的流变性能  36
  3.2 POM/抗氧剂1010的共混体系  36-40
    3.2.1 偏光显微镜分析  36-38
    3.2.2 热失重分析  38
    3.2.3 力学性能分析  38-39
    3.2.4 流变性能分析  39-40
  3.3 POM/COPA/抗氧剂1010共混体系研究  40-47
    3.3.1 偏光显微镜分析  40-41
    3.3.2 (非等温结晶)DSC分析  41-42
    3.3.3 力学性能分析  42-44
    3.3.4 熔融指数(MI)分析  44
    3.3.5 TG分析  44-46
    3.3.6 流变性能分析  46-47
  本章小结  47-48
第四章 聚甲醛的增韧研究  48-70
  4.1 POM/TPU共混体系研究  48-52
    4.1.1 POM/TPU共混物的偏光显微镜分析  48-49
    4.1.2 POM/TPU共混物的扫描电镜分析  49
    4.1.3 POM/TPU共混物的力学性能  49-51
    4.1.4 POM/TPU共混物的TG分析  51-52
    4.1.5 POM/TPU共混物的流变行为  52
  4.2 POM/TPEE共混体系研究  52-59
    4.2.1 POM/TPEE共混物的偏光显微镜分析  52-54
    4.2.2 POM/TPEE共混物的扫描电镜分析  54-55
    4.2.3 POM/TPEE共混物的力学性能  55-57
    4.2.4 POM/TPEE共混物的TG分析  57
    4.2.5 POM/TPEE共混物的流变性能  57-58
    4.2.6 TPU、TPEE改性POM的力学性能比较  58-59
  4.3 POM/TPEE/TPU三元共混体系研究  59-68
    4.3.1 偏光显微镜分析  59-61
    4.3.2 扫描电镜分析  61-63
    4.3.3 力学性能  63-64
    4.3.4 TG分析  64-65
    4.3.5 流变性能  65-67
    4.3.6 红外光谱分析  67-68
  本章小结  68-70
第五章 结论  70-72
参考文献  72-76
致谢  76-78
研究成果及发表的论文  78-80
作者和导师简介  80-81
附录  81-82

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 聚合类树脂及塑料 > 聚醚类 > 聚甲醛、聚乙醛
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