两种生物降解脂肪族聚酯/多壁碳纳米管复合材料的制备、形态和结晶行为研究
碳纳米管(MWNTs)特殊的几何结构赋予其各方面优异的性能,因此被视为理想的复合材料增强体。生物降解材料多为脂肪族聚酯,其使用性能往往达不到人们的要求,因此需要改性。目前比较常见的改性方法有共混和复合两种方法。本课题就是采用复合的方法对脂肪族生物降解聚酯进行改性。选用丁二酸乙二酯(PES)以及丁二酸-己二酸-丁二醇酯的共聚物(PBSA)作为复合材料的基体,多壁碳纳米管(MWNTs)为增强体,分别以溶液法和熔融法制备了不同含量碳纳米管的纳米复合材料。并对其制备、形态和结晶行为等内容进行了详细的研究。主要研究内容如下:
1.通过溶液法制备了PES／f-MWNTs复合材料。SEM结果表明f-MWNTs在PES基体中分散良好。通过DSC和POM的手段研究了该体系的非等温结晶和等温结晶过程,发现f-MWNTs的加入起到了明显的成核剂作用,使得结晶速率明显加快。Ozawa方法和Avrami方法可以分别很好的描述该体系的非等温结晶动力学和等温结晶动力学。发现无论是等温结晶还是非等温结晶过程,纯PES及其复合材料均符合三维球晶无热生长机理。WAXD的结果表明f-MWNTs的加入并没有改变PES的晶体结构。
2.通过最易于工业化的熔融法成功制备了MWCNTs含量仅为1wt％的PBSA／MWCNTs纳米复合材料。通过SEM和TEM可以看出尽管使用的是未修饰的MWCNTs,但是它仍然可以实现在PBSA中的良好分散。DSC和POM研究结果表明由于MWCNTs的异相成核作用,使得PBSA的结晶速率明显加快,晶体尺寸明显变小,等温结晶时球晶生长维数略有降低。但是MWCNTs的加入并没有影响PBSA的晶体结构。
生物降解;高分子材料;碳纳米管;纳米复合材料;脂肪族聚酯;晶体结构
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
邱兆斌
2011
中文
TB332;TB383
76
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）