无机粉体粒子/聚丙烯复合材料老化性能研究及光谱研究

摘要

聚丙烯由于其合成方法简单，且具有力学性能均衡，热变形温度较高，吸水性低等优点，从而成为塑料工业里使用最多的品种之一。本文系统的研究纳米TiO2、纳米ZnO和体相TiO2粉体改性聚丙烯后材料的抗老化性能和UV-Vis光谱和FT-IR光谱研究。结合XRD、SEM、TEM等分析手段，研究了聚丙烯复合材料老化后的力学性能变化。并结合紫外-可见光谱和红外光谱研究，系统的分析了其复合材料的抗紫外老化性能的原因及机理。　　研究结果表明：添加纳米TiO2、纳米ZnO和体相TiO2，都对复合材料的老化后的缺口冲击强度和抗老化性能有一定程度的改善，当和一定量的有机紫外光稳定剂及有机紫外光吸收剂一同使用时，由于其协同作用，可以显著和持久的改善其抗老化性能。　　通过对改性后的复合材料在人工加速老化过程中的UV-Vis吸收光谱和透射光谱研究，可以发现随着老化时间的延长，其紫外区的吸光性在加入纳米TiO2、纳米ZnO和体相TiO2后，有了较大的改善，与纯聚丙烯树脂相比，吸收性能要好。而单独添加有机紫外吸收剂和紫外有机光稳定剂，其在紫外区的吸光性抗老化性能不是很理想，和无机粉体结合使用，可以明显的改善其在这方面的不足，充分发挥各自特点。而由于纳米TiO2粒子的特性，其性能要优于体相TiO2。　　运用红外光谱研究手段，分析了其复合材料老化过程中的分子结构变化，发现随着老化时间的延长，纯聚丙烯氧化分解，1643～1850cm-1处的羰基吸收峰出现明显的增强和变宽。而当加入了有机紫外光稳定剂和有机紫外光吸收剂和无机粉体后，其变化显著减小。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

§1.1纳米材料的发展及纳米材料的特性

1.1.1纳米材料的发展历史

1.1.2纳米材料特性

§1.2高分子-无机纳米粒子复合材料的制备方法

§1.3纳米粒子/塑料复合材料的结构与性能

1.3.1纳米粒子在基体中聚集结构及粒子的运动性能

1.3.2纳米粒子/塑料复合材料的力学性能

§1.4无机纳米粒子对聚丙烯改性的研究进展

1.4.1纳米TiO2改性聚丙烯改性

1.4.2纳米SiO2改性聚丙烯

1.4.3纳米CaCO3改性聚丙烯

1.4.4纳米ZnO改性聚丙烯

§1.5本文的研究背景、研究目的、研究内容及技术路线

1.5.1本文的研究背景

1.5.2研究目的与研究内容

1.5.3技术路线

第二章.实验与测试

§2.1实验用原料与试剂

§2.2实验用仪器及设备

§2.3试样的制备

2.3.1纳米材料的表面处理

2.3.2纳米粉体填充PP复合材料的制备

2.3.3测试样条的制备

§2.4人工加速老化实验

§2.5测试方法与标准

2.5.1 UV-Vis吸收光谱

2.5.2红外吸收光谱

2.5.3扫描电镜(SEM)

2.5.4冲击性能测试

第三章无机粉体粒子改性聚丙烯的老化性能和力学性能研究

§3.1纳米无机粒子的表征

3.1.1纳米TiO2粒子的表征

3.1.2纳米ZnO的表征

§3.2老化时间对聚丙烯复合材料冲击力学性能的影响

3.2.1老化时间对无缺口冲击性能的影响

3.2.2老化时间对缺口冲击性能的影响

§3.3小结

第四章.无机粒子/PP复合材料的UV-Vis吸收光谱研究

§4.1无机粒子水悬浮液的UV-Vi s吸收光谱研究

§4.2改性聚丙烯UV-Vis光谱研究

§4.3小结

第五章.无机粒子改性聚丙烯紫外加速老化的红外光谱研究

§5.1无机粒子改性聚丙烯加速老化的红外光谱分析

5.1.1纯聚丙烯的红外光谱研究及其自动热氧化研究

5.1.2红外光谱法研究无机粒子改性聚丙烯的光老化

5.2.4基线法测量谱带吸收强度及老化时间对其羰基指数的影响

§5.2小结

第六章主要结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表和完成的论文

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