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纳米SiO2的制备及其改性PET的研究

作　者: 沈峰
导　师: 崔益华
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 纳米SiO2 复合材料 溶胶 原位聚合
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


为了改善聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的力学性能,扩大其应用范围,本文利用正硅酸乙酯在乙二醇的水溶液中合成了纳米SiO2溶胶,并通过原位聚合法成功制备了纳米SiO2/PET复合材料。通过动态光散射分析仪（DLS）和透射电子显微镜（TEM）对纳米SiO2粒子的状态及其在PET基体中的分散特性分别进行了表征;通过差示扫描量热分析仪（DSC）和X射线衍射仪（XRD）研究了纳米SiO2粒子对PET热性能和结晶性能的影响;通过粘度测试和力学性能测试研究了纳米SiO2/PET复合材料的特性粘度、冲击韧性和拉伸强度与纳米SiO2粒子含量的关系;通过扫描电子显微镜（SEM）观察了纳米SiO2/PET复合材料冲击断口的微观形貌。结果表明,在酸性条件下SiO2粒子的粒径分布表现出较强的多分散性,而在碱性条件下SiO2粒子的粒径分布均一;纳米SiO2粒子的加入在一定程度上阻碍了PET的聚合过程,导致其特性粘度的下降;当纳米SiO2粒子的含量达到0.6%时,纳米SiO2粒子在PET基体中起到了异相成核作用,能显著促进PET的结晶过程;纳米SiO2粒子能使PET的热结晶温度升高,冷结晶温度下降;当纳米SiO2粒子的含量为1.0%时,复合材料的冲击韧性和拉伸强度同时达到最大,比纯PET分别提高了65%和32%,此时复合材料的冲击断面出现明显的韧性特征;当纳米SiO2粒子的含量继续增加时,复合材料的冲击韧性和拉伸强度均开始下降。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章 绪论  12-29
  1.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）简介  12-13
  1.2 PET 的改性方向  13-15
    1.2.1 提高结晶速率  13-14
    1.2.2 改善冲击性能  14
    1.2.3 提高阻燃性  14-15
    1.2.4 降低翘曲变形  15
    1.2.5 提高耐水解性能  15
    1.2.6 提高阻隔性能  15
  1.3 聚合物基纳米复合材料  15-24
    1.3.1 纳米材料  15-17
    1.3.2 纳米改性剂的种类  17-18
    1.3.3 复合材料的制备方法  18-22
    1.3.4 复合材料的表征方法  22-24
  1.4 纳米Si0_2 在聚合物中的应用  24-26
    1.4.1 纳米Si0_2 的结构和性能  24
    1.4.2 纳米Si0_2／聚合物复合材料  24-26
  1.5 纳米Si0_2／PET 复合材料的研究现状  26-27
  1.6 选题依据及研究方案  27-29
第二章 纳米Si0_2溶胶的制备和性能分析  29-37
  2.1 概述  29
  2.2 制备和表征  29-31
    2.2.1 实验原料  29-30
    2.2.2 制备方法  30
    2.2.3 性能表征  30-31
  2.3 性能分析  31-36
    2.3.1 稳定性分析  31-32
    2.3.2 粒径分布DLS 分析  32-34
    2.3.3 粒子形态TEM 分析  34-35
    2.3.4 粒子生长方式分析  35-36
  2.4 小结  36-37
第三章 纳米Si0_2／PET 复合材料的制备和性能表征  37-46
  3.1 引言  37-38
  3.2 样品制备  38-40
    3.2.1 实验原料和设备  38-40
    3.2.2 实验步骤  40
  3.3 性能测试与表征  40-46
    3.3.1 粘度测试  40-43
    3.3.2 结晶性能表征  43-44
    3.3.3 热性能表征  44
    3.3.4 力学性能测试  44-45
    3.3.5 微观组织和冲击断口形貌观察  45-46
第四章 纳米Si0_2／PET 复合材料的性能分析  46-60
  4.1 特性粘度分析  46-48
  4.2 结晶性能分析  48-49
  4.3 热性能分析  49-53
  4.4 力学性能分析  53-54
  4.5 微观组织分析  54-55
  4.6 冲击断面微观形貌分析  55-57
  4.7 增强增韧机理探讨  57-60
第五章总结和展望  60-62
  5.1 总结  60-61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-69
致谢  69-70
在学期间的研究成果及发表的学术论文  70

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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