原位聚合制备PET/ATO纳米复合材料及其结晶行为

将锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米颗粒均匀分散于乙二醇(EG)介质中,通过EG与对苯二甲酸(TPA)原位聚合制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/ATO纳米复合材料.利用SEM、DSC、XRD、FTIR和TGA等方法,研究了ATO在PET基体中的分散性、PET/ATO复合材料的结晶行为和热性能.利用原位聚合制备的PET/ATO复合材料,ATO颗粒在PET基体中分散均匀,尺寸100～150 nm,纳米ATO颗粒的加入导致PET的特性粘数增大.在PET基体中,纳米ATO颗粒起到异相成核的作用,提高了PET的结晶速率和结晶度,减小了PET的晶粒尺寸,同时也使PET热稳定性提高.随着ATO含量增加,熔融纺丝得到的PET纤维的电阻下降.加入1%ATO的PET纤维的体积电阻率为4.9×109 Ω·cm,具有很好的抗静电效果.     

SiO_2粉体表面改性及其在PET中分散性能的研究

以硅烷偶联剂(KH570)对微米、亚微米和纳米级二氧化硅(SiO2)粉体进行表面接枝改性,借助红外光谱(IR)仪、热重(TG)分析仪和X射线能谱(EDS)仪对改性前后SiO2表面结构进行了表征,采用原位聚合法制得SiO2/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料,利用扫描电镜(SEM)研究了不同粒径改性SiO2粉体在PET中的分散性能。结果表明:KH570可与微米、亚微米和纳米粒径SiO2粉体发生表面接枝反应;SiO2/PET复合材料的SEM观察表明,经过KH570改性后不同粒径SiO2在PET中分散均匀性得到提高。     

制样方法对SiO2/PA6复合材料基体PA6结晶熔融行为的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究了原位聚合法和熔融共混法制样方法对纳米SiO2/PA6纳米复合材料结晶熔融行为的影响,结果表明:通过阴离子原位聚合法制备的纳米复合材料,由于采用超声波分散技术,纳米粒子在基体的分散性好。随着纳米粒子含量的升高,纳米粒子的诱导成核能力增强;熔融共混法制得复合材料中,SiO2在机械力的剪切作用下,很难均匀地分散,多以团聚体的形式存在,在PA6基体结晶时,结晶成核的条件相匹配,有较强的成核效应,纳米粒子的含量影响不大。     

原位聚合复合无机物／PET专用料及其加工改性研究

采用原位聚合复合法制备无机超微颗粒(SiO2，TiO2，蒙脱土)／PET复合材料，首先考察了不同无机粒子对PET结晶速率的影响，结果表明：蒙脱土／PET复合材料(NPET)结晶速率最快；纳米SiO2／PET复合材料结晶速率次之，其结晶行为类似于纳米TiO2／PET复合材料。其次，比较了蒙脱土不同加入方式的影响，结果表明：干粉加入法得到的NPET的结晶速率(t1／2)比凝胶法慢，而力学性能好，尤其缺口冲击强度超过凝胶加入法，两种加入法的热变形温度类似。SEM分析表明：复合材料表现出韧性断裂；TEM分析表明：存在3％～4％的团聚粒子，并不同程度地与基体产生相分离。最后，用研制的纳米前驱物粉体(NPP)制备PET复合材料，解决了超微颗粒均匀分散问题。并在玻纤增强改性条件下，比较了干粉与凝胶加入法对NPP-PET复合材料性能的影响，结果表明：这两种加入法都使加工模温下降到60℃左右，玻纤添加量达30％(质量)，形成了一种新型高性能无机纳米／PET复合材料。     

丙烯酸酯类聚氨酯/SiO2纳米复合材料制备及性能研究

用原位聚合法制备丙烯酸酯类聚氨酯/SiO2纳米复合材料,通过透射电子显微镜研究了纳米SiO2在基体中的分散情况,并对材料的力学性能和光学性能进行了研究。结果表明,纳米SiO2在基体中分散很好;当纳米SiO2的质量分数为1.5%时,复合材料的综合力学性能最佳,其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别为34.20MPa、56.15%和81.52kJ/m2,与纯丙烯酸酯类聚氨酯相比分别提高了52.75%、81.19%和149%;且该复合材料的透光率在80%以上。     

纳米二氧化硅/MC尼龙6原位复合材料非等温结晶动力学的研究

通过阴离子开环聚合法制备了纳米二氧化硅(SiO2)／MC尼龙6原位复合材料。采用差示扫描量热法研究了MC尼龙6及其原位纳米复合材料的非等温结晶行为；并利用修正Avrami方程的Jeziomy和Liu法进一步处理原位纳米复合材料的非等温结晶动力学。结果表明，在纳米SiO2／MC尼龙6原位复合材料中，纳米SiO2对基体MC尼龙6的结晶有一定的成核作用，并提高了其结晶速率。     

纳米SiO_2/MC尼龙6原位复合材料等温结晶行为的研究

将纳米SiO2均匀分散在己内酰胺单体熔体中,采用阴离子开环聚合法制备了纳米SiO2/单体浇铸(MC)尼龙6原位复合材料。通过差示扫描量热仪(DSC)、Avrami方程、Lauritizen-Hoffmann方程对复合材料的等温结晶行为进行了研究。结果表明:纳米SiO2的引入改变了基体MC尼龙6的成核机理和生长方式;低含量的纳米SiO2阻碍了MC尼龙6的结晶行为,高含量的纳米SiO2降低了MC尼龙6的结晶活化能,提高了其球晶生长速率,并促进了其结晶行为。     

原位聚合PET/纳米SiO2复合材料性能研究

采用原位聚合方法合成PET/纳米SiO2复合材料,并对其常规性能及结晶性能进行研究。结果表明,纳米粒子的引入使得聚酯熔体的表观粘度上升,端羧基下降;纳米粒子的引入使得聚酯的结晶性能增加。     

超微颗粒在固体中的分散技术的研究进展

结合微米分散技术基础，对超微颗粒在聚合物固体中分散及其结晶研究的进展深入探讨，揭示了聚合物基(如PET)-纳米复合材料的颗粒分散经过纳米前驱物中间阶段，再进行聚合复合与熔体复合，得到颗粒均匀的分散体系。这种分散体系更易诱导聚合物结晶成核，明显提高其结晶速率2～3倍，同时可增加聚合物颗粒表面的空间位阻效应。     

原位聚合法制备共聚POM/SiO_2纳米复合材料结构与性能表征

以三聚甲醛和1,3-二氧戊环为单体,以氟化硼乙醚络合物为引发剂,用原位聚合方法制备共聚POM/SiO2纳米复合材料.使用FESEM和FT-IR研究纳米复合材料的微观形貌和组成,并且使用DSC及XRD等研究纳米复合材料的结晶行为.结果表明:纳米SiO2粒子在POM基体中分散均匀,且达到了纳米级的分散;纳米SiO2粒子的存在未影响共聚POM的分子链结构,POM高分子链与纳米SiO2表面的高能活性点发生了作用(例如氢键、配位键等),但并未发现化学作用的证据;共聚POM/SiO2纳米复合材料的熔点升高;部分纳米粒子充当了成核剂使结晶加快、球晶尺寸减小,还有部分纳米粒子的存在阻碍了片晶的生长,破坏了球晶的对称性.     

改性多壁碳纳米管/PET纳米复合材料的非等温结晶行为

采用原位复合方法制备出纯PET、MWNTs-COOH/PET和MWNTs-OH/PET纳米复合材料.通过红外测试发现PET以共价键形式接枝到碳纳米管上;用扫描电镜(SEM)观察了改性碳纳米管在PET基体中的分散性;通过差示扫描量热法(DSC)研究3种纳米复合材料的非等温结晶行为,使用Jeziomy法和莫志深法分析3种样品的非等温结晶动力学.结果表明:COOH/OH官能化MWNTs可以较好地分散在PET基体中并且能够作为一种有效的成核剂,改变PET的成核机理;同时可以使PET在较高的温度下结晶,提高了PET的结晶速率并且MWNTs-COOH/PET复合材料起始结晶时间更早,而MWNTs-OH/PET复合材料结晶速率更快.     

表面结构不同的纳米二氧化硅原位改性聚甲醛的研究

分别选用环氧基纳米二氧化硅（SiO2）(RNSE)和甲基纳米SiO2(DNS)为填料,通过原位聚合法制备了聚甲醛(POM)/纳米SiO2复合材料,采用场发射扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜和X射线衍射仪对所得复合材料的结构、热稳定性和结晶行为进行了研究。结果表明,纳米SiO2的用量和表面结构不仅影响了其在复合材料中的分散性,而且对复合材料的热稳定性和结晶行为影响显著;当RNSE的用量少于1 %（质量分数,下同）时,其在POM基体中具有较好的分散性,且相对于DNS,RNSE的分散性更好;纳米SiO2加速了POM结晶,减小了球晶尺寸,提高了结晶度,而且RNSE比DNS对POM的结晶具有更显著的促进作用,但纳米SiO2没有改变POM的晶体结构;引入纳米SiO2降低了POM的热稳定性。     

PET聚酯瓶高阻隔改性剂的制备及表征

为了获得可显著提高PET瓶阻隔性能又可与PET聚酯有较好相容性的纳米复合材料改性剂,本文选择SiO2与尼龙N-MXD6T制备纳米复合材料。研究不同摩尔比的己二酸和对苯二甲酸与间苯二甲胺聚合制备尼龙N-MXD6T的聚合工艺,并与纳米二氧化硅复合,获得纳米复合粒子,再用核磁共振、透射电镜和热分析研究其结构特征及分散和结晶性能,制备的齐聚物中纳米粒子的加入量以10～30%为宜,纳米颗粒分散基本均匀。     

原位聚合法制备聚酰胺6/ZnO纳米复合材料及性能研究

以Zn_2(OH)_2CO_3为填料,采用原位聚合法制备聚酰胺6/ZnO纳米复合材料。利用TEM、XRD、TGA、DSC、POM测试了纳米ZnO的粒径和分散性能,以及复合材料的结晶性能、热稳定性能。结果显示,Zn_2(OH)_2CO_3在聚酰胺6聚合体系中能够原位生成纳米ZnO,并均匀分散于聚酰胺6基体材料中。纳米ZnO在聚酰胺6基体材料中具有异相成核作用,提高了聚酰胺6的结晶度,然而对基体材料分子链运动的阻碍作用降低了结晶速率和晶体尺寸。通过万能拉力试验机、冲击试验机和高速环块摩擦试验机研究了纳米ZnO对聚酰胺6基体材料的力学性能和摩擦学行为。当纳米ZnO的含量为0.2%时,拉伸强度和冲击韧性较纯聚酰胺6提高了75%,摩擦学行为也有较好的改善作用。     

聚酰胺6/纳米二氧化硅复合材料的制备和界面研究

采用原位聚合法制备了聚酰胺6/纳米二氧化硅（PA6/nano-SiO2）复合材料,用力学性能测试、 扫描电镜和差示扫描量热法对纳米SiO2粒子和PA6基体之间的界面黏结性进行了表征和研究。结果表明：利用经验公式和力学性能数据计算得知PA6/改性SiO2纳米复合材料的界面参数B值都比PA6/未改性SiO2纳米复合材料的大;SEM观察表明在PA6中加入纳米SiO2,材料的微观结构发生了变化,改性SiO2与PA6基体之间形成了较好的界面结合;分散于PA6基体中的纳米SiO2粒子起到了异相成核作用,改性后的SiO2和PA6基体之间形成柔性界面层有利于PA6基体的结晶。     

原位聚合抗磨损PA6/纳米SiO2复合材料制备及其性能研究

为提高聚酰胺6（PA6）的抗磨损性能,采用原位聚合法合成并制备了PA6/纳米SiO2复合材料,研究了该材料的抗磨损性能、耐热性能、力学性能和结晶性能。结果表明,原位聚合PA6/纳米SiO2复合材料具有良好的抗磨损特性,当纳米SiO2含量为1 %(质量分数,下同)时,复合材料抗磨损性能最佳,该材料的热变形温度、拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率均明显高于原料PA6;当纳米SiO2含量为3 %时,复合材料热变形温度由原料PA6的64.6 ℃提高到130 ℃。采用原位聚合母料法制备的PA6/纳米SiO2复合材料同样具有理想的抗磨损性能,并可获得更好的力学性能,且可大幅降低材料制备成本。     

粘土释放金属元素对PET/粘土纳米复合材料结晶行为的影响

采用原位聚合法制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/粘土纳米复合材料,用差示扫描量热(DSC)仪和偏光显微镜(POM)等手段对其结晶行为和结晶形貌进行了研究。结果表明,在原位聚合过程中由粘土所释放的金属元素在PET的结晶过程中有显著的成核作用,是影响PET/粘土纳米复合材料结晶行为的重要因素;用等离子发射光谱(ICP)仪对这些金属元素进行分析,发现粘土的表面改性对金属元素的释放有明显影响。     

核-壳纳米SiO2的制备及其在聚酯中分散性能的研究

以St(o)ber方法制备出单分散SiO2,经过MPS改性后采用分散聚合的方法制备出SiO2-PS核-壳颗粒.将核-壳颗粒分散到PET中,熔融压片制得PET/SiO2-PS复合材料(SNPET).通过激光粒度仪和电镜观察可知,所制备的SiO2颗粒尺寸在17～110 nm之间,并在PET中呈均匀单分散形态.光电雾度仪测量表明,SiO2为35 nm时SNPET膜片透光率为87.9%,雾度为43.1%,均高于纯PET.这表明,纳米SiO2的成核作用改变了光学性能,显示出较强纳米效应.     

PET/纳米TiO2抗紫外纤维的制备及性能研究

将金红石型TiO2添加至聚合反应体系中进行原位聚合,得到PET／纳米TiO2复合材料,通过透射 电镜(TEM)、扫描探针显微镜(SPM)研究了纳米TiO2在PET基体中的分散情况。将复合材料纺制成纤维, 并进行了力学性能、抗紫外性能等测试。结果表明,金红石型TiO2在基体中分散较均匀,TiO2质量分数为 1％时,基本呈纳米尺寸分散;PET／纳米TiO2纤维中含1％TiO2时,断裂强度较纯PET纤维下降6％左右,断 裂伸长率、结晶度也有所下降。织物对UVA,UVB波段的紫外线具有优异的屏蔽效果,抗紫外因子(UPF 值)可达50以上。     

纳米CaCO_3的接枝改性及其填充PVC复合材料的性能

采用表面原位接枝聚合在纳米CaCO3颗粒表面引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚丙烯酸丁酯(PBA),用共混法制备了纳米CaC03/PVC复合材料,研究了不同界面特性时纳米CaCO,/PVC复合材料的力学性能.研究结果表明:通过表面原位接枝聚合反应可以在纳米CaCO3颗粒表面接枝PMMA和PBA;表面接枝聚合改性大大促进了纳米CaCO3粒子在PVC基体中的分散行为,增加了复合材料的拉伸强度以及与聚合物的界面粘接强度,但复合材料的冲击强度有所下降.