聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米复合材料的制备及表征

摘要

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是包装领域最具潜力的树脂品种之一,目前已经成功应用于软饮料等产品的包装.但常规的PET还不能满足阻隔和结晶性能的要求.该文采用原位聚合法制备了PET与蒙脱土(MMT)、水滑石(LDHs)和纳米氧化锌(ZnO)的纳米复合材料,重点研究了聚合工艺、无机粒子种类和含量对PET粘均分子量和结晶行为的影响规律.分别采用酯化反应前、后加入MMT原位插层聚合工艺,制备了PET/MMT纳米复合材料,发现MMT加入使PET粘均分子量下降,玻璃化温度(Tg)、冷结晶温度(Tc)和熔融温度(Tm)也随MMT含量的增加而逐渐降低.透射电镜(TEM)照片显示,MMT在PET中的分散效果较好.通过固相缩聚,PET的粘均分子量提高,但热性能和结晶性能变化不大.采用酯化反应前将LDHs预分散在乙二醇(EG)的原位插层聚合工艺,制备了PET/LDHs纳米复合材料,发现LDHs在PET中的分散效果较好,但大都是插层型复合,未见明显剥离;PET粘均分子量随LDHs含量的增加略有降低;其Tg、Tc、Tm均是先下降,再升高,而非等温结晶温度逐步升高,非等温结晶时间略有减少,结晶倾向增大.采用原位聚合法制备PET/ZnO纳米复合材料并进行性能表征.结果表明,在PET/ZnO纳米复合材料中,ZnO仍有明显团聚.随着ZnO含量的增加,PET的粘均分子量稍有增大,Tg等先降低而后又有所回升.用聚乙二醇(PEG)处理ZnO,ZnO团聚无明显改善,PET粘均分子量降低,结晶性能提高.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章文献综述

2.1 PET概况

2.1.1 PET生产技术

2.1.2 PET的应用及存在的问题

2.2纳米粒子改性高分子材料的理论基础及方法

2.2.1共混法

2.2.2插层复合法

2.2.3原位复合法

2.2.4分子复合法

2.2.5 LB技术

2.2.6模板法

2.3 PET/MMT纳米复合材料的制备、结构

2.3.1 MMT的结构及插层处理

2.3.2 PET/MMT纳米复合材料的制备

2.3.3 PET/MMT纳米复合材料的结构

2.4水滑石纳米改性聚合物

2.5内米ZnO改性聚合物

第三章PET合成工艺的研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1反应原料、试剂

3.2.2反应仪器、设备及装置图

3.2.3聚合反应步骤

3.2.4特性粘度及分子量的测定

3.3实验结果与讨论

3.3.1反应时间的确定

3.3.2反应温度的确定

3.3.3原料配比的确定

3.3.4反应压力的确定

3.4本章小结

第四章PET/MMT纳米复合材料的制备及表征

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1实验原料及试剂

4.2.2实验仪器及设备

4.2.3反应步骤和固相缩聚

4.2.4结构和性能表征

4.3实验结果与讨论

4.3.1有机MMT含量影响

4.3.2工艺条件影响

4.3.3固相缩聚的影响

4.4本章小结

第五章PET/LDHs纳米复合材料的制备与表征

5.1前言

5.2实验部分

5.2.1反应原料、试剂及设备、仪器

5.2.2聚合反应步骤

5.2.3结构和性能表征

5.3实验结果与讨论

5.3.1纳米LDHs含量的影响

5.3.2 PET/LDHs纳米复合材料的微观结构

5.4本章小结

第六章PET/ZnO纳米复合材料的制备及表征

6.1前言

6.2实验部分

6.2.1反应原料、试剂及设备、仪器

6.2.2聚合反应步骤

6.2.3结构和性能表征

6.3实验结果与讨论

6.3.1纳米ZnO含量影响

6.3.2聚乙二醇的影响

6.3.3 PET/ZnO纳米复合材料的微观结构

6.4本章小结

第七章结论

参考文献

致谢