聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料制备与性能研究

摘要

本文通过熔融插层法制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/蒙脱土(MMT)复合材料。研究了蒙脱土(Na-MMT、DKlN和DK3)对PPC/MMT复合材料结构与性能的影响。主要研究结论如下： X射线衍射(XRD)分析表明：DKlN和DK3具有较Na-MMT更大的层间距，更利于PPC分子链的插入。PPC/DKlN和PPC/DK3形成了插层型纳米复合材料，而PPC/Na-MMT则未能形成插层型纳米复合材料。 力学性能测试显示：DK1N和DK3对PPC/MMT复合材料力学性能有着不同的改性作用。在相同粘土含量下，PPC/DK1N复合材料体系的力学性能优于其它体系的力学性能。三种PPC/MMT复合材料的拉伸强度和冲击强度均随MMT含量的增加而表现先增加后下降的趋势，但断裂伸长率一直呈下降趋势。在MMT用量为6％时，复合材料的冲击强度和拉伸强度均达到最大值。 热性能分析发现MMT的加入提高了PPC的玻璃化温度和热变形温度。随着MMT含量的增加，玻璃化温度先增加后降低，但热变形温度则一直增加。在相同MMT含量时，PPC/DK1N具有最优的玻璃化温度和热变形温度。 耐介质性能研究表明PPC/DK1N和PPC/DK3纳米复合材料的耐水性和耐机油性较纯PPC有显著提高，PPC/Na-MMT的耐油性优于纯PPC，但其耐水性降低。这可归因于PPC/DK1N和PPC/DK3形成插层纳米复合材料后具有优良的气液阻隔性。三种PPC/MMT复合材料的耐汽油能力均低于纯PPC，这是因为汽油对PPC有强溶解能力。三种复合材料的耐介质性能随着MMT含量的增加均表现为先改善后降低，这与MMT用量增多，部分MMT出现团聚现象有关。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2纳米复合材料

1.3聚合物基纳米复合材料

1.3.1聚合物基纳米复合材料的种类

1.3.2聚合物纳米复合材料的制备方法

1.4聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料

1.4.1层状硅酸盐结构

1.4.2层状硅酸盐表面改性

1.4.3聚合物/层状硅酸盐复合材料的特点

1.4.4聚合物层状硅酸盐复合材料的微观结构

1.5聚合物/层状硅酸盐复合材料的发展、性能、应用

1.6聚合物/层状硅酸盐复合材料的研究展望

1.7聚碳酸亚丙酯的研究现状

1.8本文的研究目的和主要研究内容

第二章聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的制备与结构表征

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验主要原料

2.2.2实验主要实验设备

2.2.3实验样品的制备

2.2.4测试仪器与表征

2.3结果与讨论

2.3.1蒙脱土类型对复合材料微观结构的影响

2.3.2蒙脱土含量对复合材料微观结构的影响

2.4小结

第三章聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料力学性能研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1原料与试剂

3.2.2实验主要实验设备

3.2.3试样制备

3.2.4测试仪器与表征方法

3.3结果与讨论

3.3.1加工工艺参数对力学性能性能的影响

3.3.2蒙脱土类型和含量对力学性能性能的影响

3.3小结

第四章聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料热性能研究

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1原料与试剂

4.2.2复合材料制备

4.2.3测试仪器与表征方法

4.3结果与讨论

4.3.1复合材料的DMA分析

4.3.2复合材料的维卡软化点

4.4小结

第五章聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料耐介质性能研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验原料

5.2.2复合材料的制备

5.2.3测试与表征

5.3结果与讨论

5.3.1 PPC/MMT复合材料的耐水性能

5.3.2复合材料的耐机油性能

5.3.3复合材料的耐汽油性能

5.3小结

结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢