埃洛石纳米管对聚合物结构与性能的影响
纳米粒子在有机高分子材料中的分散性和与基体相互作用界面的黏结强度是提升复合材料综合性能的两个特别重要的因素。一般应用于高分子聚合物的传统加工工艺难以使纳米粒子在复合材料中均匀分散，探索有利于提高纳米物质在有机高分子材料中的分散性的加工工艺意义重大。埃洛石纳米管(Halloysite nanobutes，HNTs)主要以纳米尺寸的管状结构存在于矿体中，化学组成与高岭石相似，都是属于天然硅酸盐矿物。本文通过预分散工艺，将聚苯乙烯（Polystyrene，PS）和聚酰胺-66(Polyamide-66，PA66)与HNTs进行复合，对HNTs进行表面改性并将其应用于制备PS/HNTs复合材料，深入研究了复合材料的制备、结构和性能，具体实验内容，主要有以下几个部分: (1)将未改性的HNTs应用于PA66，分别通过直接共混法、溶液法预分散工艺和熔融法预分散工艺，将PA66与HNTs进行复合。结果表明，通过预分散工艺制备的复合材料性能更佳，其中溶液预分散工艺所制备的复合材料性能最好。通过传统的加工工艺HNTs能较为理想地分散在基体中，通过预分散工艺HNTs会有更好的分散性，并且HNTs与基体有更好的黏结性。HNTs可以明显提高HNTs的结晶温度并使的结晶度增大。 (2)通过溶液法预分散工艺和熔融法预分散工艺，将PS与未改性HNTs进行复合。结果表明，虽然在母粒中HNTs分散存在差异，但经过与纯PS共混后，HNTs分散性差别不大。力学性能结果表明，溶液预分散工艺制备的PS/HNTs复合材料有较好的力学性能。通过SEM观察HNTs与PS界面黏结状态的不同。通过DSC和TGA分析材料的热性能。 (3)对HNTs进行表面改性，并将其应用于PS，通过表面改性的HNTs能够改善HNTs与PS之间的黏结状态。与未改性的HNTs相比，m-HNTs可以使复合材料拥有更好的力学性能，但是m-HNTs没有增加PS/m-HNTs复合材料的冲击强度。m-HNTs可以提高 PS/m-HNTs复合材料的失重起始温度。
复合材料;埃洛石纳米管;聚苯乙烯;聚酰胺-66;制备工艺;热性能;冲击强度
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
吴卫东
2017
中文
TB332
81
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）