MWCNTs等碳纳米粒子对PTT/PC结晶性能的调控研究

摘要

结晶速率是制约 PTT/PC合金快速成型的关键，而文献中对 PTT/PC结晶的研究结果却相差较大，本文首先研究了简单两相结构PTT/PC合金的结晶行为及其影响因素，详细地研究合金组成、剪切场、温度场、加工时间、以及由此而决定的相形态/相界面对PTT/PC合金结晶行为的作用，旨在阐明导致PTT/PC结晶性能下降的真正原因及其影响因素。在此基础上，采用 MWCNTs等碳纳米粒子对PTT/PC的结晶行为进行了调控研究，探明了纳米粒子促进 PTT/PC结晶的机理及规律，为制备综合性能优良、快速成型PTT/PC合金奠定了坚实的理论与指导基础。具体研究结果如下：
　　（一）导致PTT/PC结晶性能下降的真正原因是PC相和相形态/相界面，而非酯交换反应与降解。
　　（二）采用三种MWCNTs：未官能化的M5，羟基化的SMH1，羧基化的SMC1，研究了其对PTT/PC结晶的影响。结果表明：三种CNT对PTT/PC在250oC、100rpm加工时均无促进作用，却对其在240oC、60rpm加工时显示明显促进作用。MWCNTs表面羟基化和羧基化不利于PTT相结晶度提高。三种MWCNTs均不能诱发PTT分散相结晶。
　　分别将 M5、SMH1和 SMC1球磨成长度为50-400nm的纳米粒子 M5-1、SMH1-1和SMC1-1，其对PTT/PC结晶的促进作用显著增强。温度和转速提高， SMH1-1和SMC1-1对PTT/PC结晶的促进作用也明显增强。PTT为分散相时， M5-1和SMH1-1显示突出的诱导成核能力，该诱导能力依赖于用量和转速。
　　将 M5采用混酸处理0.5h并高能球磨成长度不同的粒子：M5-21（L=10-200nm）、M5-22、M5-23（L=10-100nm），则PTT/PC低温低转速混炼时， M5-2系列对PTT相的结晶促进作用受分散控制，良好分散比适当增加用量更能有效促进结晶。同用量的M5-2系列，其促进作用随粒径减小和用量增加而增强，但当粒径细化到一定尺寸后，对用量增加的依赖性减弱甚至消失。温度和转速提高，M5-2系列MWCNTs对PTT相结晶的促进作用显著提高，由粒径大小引起的结晶差异性也因分散程度提高而减弱。PTT为分散相的，MWCNTs的诱导能力与加工温度和转速有关。Master batch法（（3+7）模式）可明显提高 MWCNTs对PTT相结晶的促进作用。
　　将M5采用混酸处理1h和1.5h并球磨相同时间，分别为长度不同的粒子：M5-31、M5-32（L=10-80nm），同用量同加工条件时，M5-32对PTT相结晶的促进作用显著强于M5-31。M5-3系列MWCNTs对PTT相结晶的促进作用也随转速提高和用量增加而提高。MWCNTs酸处理后的表面缺陷有利于其在基体中分散并诱发PTT成核结晶。PTT为分散相时，M5-3系列MWCNTs不能诱发其结晶。

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第一章 绪论

1.1 PTT简介

1.2 PTT结晶性能的研究

1.3 课题的立题依据及研究内容

第二章 PTT/PC的结晶行为及其影响因素的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.3.1 PTT/PC合金的结晶行为随合金组成的变化慨况

2.3.2相界面对PTT/PC合金结晶行为的影响

2.3.3 加工参数对PTT/PC合金结晶行为的影响

2.3.4 PTT/PC合金加工过程中的酯交换反应与降解问题

2.4 结论

第三章 MWCNTs等碳纳米粒子对PTT/PC合金结晶行为的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.3.1 MWCNTs、羟基化MWCNTs和羧基化MWCNTs对PTT/PC结晶行为的影响

3.3.2 MWCNTs经球磨处理后对PTT/PC合金结晶行为的影响

3.3.3 其它碳粒子对PTT/PC合金结晶行为的影响

3.4结论

第四章 MWCNTs表面处理对PTT/PC合金结晶行为的影响

4.1引言

4.2 实验部分

4.3结果与讨论

4.3.1 酸处理0.5h并高能球磨的MWCNTs对PTT/PC合金结晶行为的影响

4.3.2 酸处理1h和1.5h并普通球磨的MWCNTs对PTT/PC合金结晶行为的影响

4.3.3酸处理2h并普通球磨的MWCNTs对PTT/PC合金结晶行为的影响

4.4 结论

结论

参考文献

致谢

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