本文關鍵詞：原位成纖增強熱塑性彈性體POE的結構與性能研究

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【摘要】：本文采用微納層疊共擠設備成功制備了聚對苯二甲酸1.3丙二醇酯(PTT)/乙烯-辛烯共聚物(POE)原位成纖復合材料�？疾炝朔稚⑾嗪�、熱拉伸比、相容劑含量以及基體熔融指數(shù)對原位成纖復合材料的微纖形態(tài)、力學、流變等性能的影響,研究了微纖形態(tài)與材料性能的影響規(guī)律。具體內容如下:(1)PTT/POE原位成纖復合材料中分散相PTT“原位”形成了微纖,微纖數(shù)目隨PTT含量增加而增加,二次加工后微纖被成功保存。微纖可以有效地提高材料的性能:當PTT含量為10%時,原位成纖復合片材和模壓試樣的拉伸強度均最大。動態(tài)流變分析表明在同一角頻率(ω)下,隨PTT含量的增加,原位成纖復合材料的復數(shù)粘度(η*)、儲能模量(G′)和損耗模量(G″)逐漸提高,損耗因子(tanδ)降低。復合材料的邵氏硬度隨PTT含量的增加而增大。(2)隨熱拉伸比的提高,微纖形態(tài)由橢球形、棒狀轉變?yōu)槲⒗w,微纖長度增加,平均直徑減小,熱拉伸比為16時,較多微纖由于拉伸作用過大發(fā)生斷裂,微纖平均直徑反而有所提高,直徑分布范圍變寬。熱拉伸比為13時的拉伸強度和邵氏硬度最大。動態(tài)流變分析表明在同一ω下,隨熱拉伸比的提高,原位成纖復合材料的η*、G′和G″均提高,tanδ逐漸降低,但當熱拉伸比為16時,微纖和基體在過大的拉伸作用下遭到了破壞,材料的η*、G′和G″有較大降低。(3)隨相容劑POE-g-GMA含量的增加,兩相界面逐漸模糊,微纖長度和平均直徑逐漸減小,直徑分布范圍變窄,微纖尺寸更加均勻。加入相容劑后材料的拉伸強度和邵氏硬度有了一定提高,相容劑含量為5%時,片材的拉伸強度最大,相容劑含量為3%時,材料的邵氏硬度最大。動態(tài)流變分析表明同一ω下,隨著相容劑含量的提高,原位成纖復合材料的η*、G′和G″逐漸提高,但相容劑含量為7%時復合材料的η*、G′和G″發(fā)生了下降。(4)考察了不同熔融指數(shù)的基體(POE牌號分別為8842和8200)對原位成纖復合材料微纖形態(tài)和性能的影響:POE(牌號8200)熔融指數(shù)較高,共混物液滴更易變形,其體系中存在較多的細小微纖,且微纖的平均直徑隨PTT含量增加而增大。PTT含量為10%(低熔指8842體系)和15%(高熔指8200體系)時,原位成纖片材的拉伸強度(沿擠出方向)較純POE分別提高了72.3%和16.9%。動態(tài)流變分析表明PTT含量分別為20%(低熔指8842體系)和15%(高熔指8200體系)原位成纖復合材料的η*、G′和G″最大,此時微纖互相纏結形成了“物理網絡”,同樣在該含量下兩個體系的邵氏硬度最大。
【關鍵詞】：原位成纖 微纖形態(tài) 力學性能 動態(tài)流變 硬度
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ334.2;TB332
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 熱塑性彈性體POE11
• 1.1.2 POE的性能11-12
• 1.1.3 POE的應用以及缺點12-13
• 1.2 POE增強方法13-17
• 1.2.1 交聯(lián)13-15
• 1.2.2 填充增強15-17
• 1.3 原位成纖簡介17-19
• 1.3.1 原位成纖復合材料成纖機理17-18
• 1.3.2 原位成纖復合材料增強機理18
• 1.3.3 原位成纖復合材料制備方法18-19
• 1.3.4 微納層疊共擠技術19
• 1.4 原位成纖影響因素19-24
• 1.4.1 復合材料自身因素20-22
• 1.4.2 加工工藝參數(shù)22-24
• 1.5 本課題的研究思路及內容24-25
• 1.5.1 研究思路24
• 1.5.2 研究內容24-25
• 1.6 本論文的創(chuàng)新點25-26
• 第二章 實驗部分26-30
• 2.1 實驗原料26
• 2.2 主要實驗儀器26-27
• 2.3 樣品制備27-28
• 2.3.1 原料預處理27
• 2.3.2 普通共混模壓試樣制備27-28
• 2.3.3 原位成纖復合片材制備28
• 2.3.4 原位成纖模壓試樣制備28
• 2.4 測試表征28-30
• 2.4.1 形貌表征28-29
• 2.4.2 靜態(tài)力學測試29
• 2.4.3 動態(tài)流變性能測試29
• 2.4.4 邵氏硬度測試29-30
• 第三章 分散相含量對復合材料形態(tài)與性能的影響30-43
• 3.1 分散相對復合材料微纖形態(tài)的影響30-35
• 3.1.1 分散相含量對復合片材微纖形態(tài)的影響30-32
• 3.1.2 分散相含量對復合片材微纖尺寸的影響32-34
• 3.1.3 分散相含量對復合材料模壓試樣形態(tài)的影響34-35
• 3.2 分散相含量對復合材料力學性能的影響35-38
• 3.2.1 分散相含量對復合材料拉伸強度的影響35-36
• 3.2.2 分散相含量對復合材料定伸應力的影響36-38
• 3.3 分散相含量對復合材料動態(tài)流變性能的影響38-41
• 3.3.1 動態(tài)測試線性粘彈區(qū)的確定38
• 3.3.2 分散相含量對復合材料的復數(shù)粘度的影響38-39
• 3.3.3 分散相含量對復合材料模量的影響39-40
• 3.3.4 分散相含量對復合材料損耗因子的影響40-41
• 3.4 分散相含量對復合材料邵氏硬度的影響41-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第四章 熱拉伸比對復合材料微纖形態(tài)與性能的影響43-53
• 4.1 熱拉伸比對復合材料微纖形態(tài)的影響43-47
• 4.1.1 熱拉伸比對復合片材微纖形態(tài)的影響43-44
• 4.1.2 熱拉伸比對PTT微纖直徑和尺寸分布的影響44-47
• 4.2 熱拉伸比對復合片材力學性能的影響47-49
• 4.2.1 熱拉伸比對復合片料拉伸強度的影響47-48
• 4.2.2 熱拉伸比對復合片材定伸應力的影響48-49
• 4.3 熱拉伸比對復合材料動態(tài)流變性能的影響49-52
• 4.3.1 熱拉伸比對復合材料復數(shù)粘度的影響49-50
• 4.3.2 熱拉伸比對復合材料模量的影響50-51
• 4.3.3 熱拉伸比對復合材料損耗因子的影響51-52
• 4.4 熱拉伸比對復合材料邵氏硬度的影響52
• 4.5 本章小結52-53
• 第五章 相容劑含量對復合材料形態(tài)與性能的影響53-63
• 5.1 相容劑含量對復合材料微纖形態(tài)的影響53-57
• 5.1.1 相容劑含量對復合材料微纖形態(tài)的影響53-55
• 5.1.2 相容劑含量對復合片材微纖尺寸的影響55-57
• 5.2 相容劑含量對復合材料力學性能的影響57-59
• 5.2.1 相容劑含量對復合片材拉伸性能的影響57-58
• 5.2.2 相容劑含量對復合片材定伸應力的影響58-59
• 5.3 相容劑含量對復合材料流變性能的影響59-61
• 5.3.1 相容劑含量對復合材料的復數(shù)粘度的影響59-60
• 5.3.2 相容劑含量對復合材料的動態(tài)模量的影響60
• 5.3.3 相容劑含量對復合材料的損耗因子的研究60-61
• 5.4 相容劑含量對復合材料邵氏硬度的影響61-62
• 5.5 本章小結62-63
• 第六章 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料微纖形態(tài)與性能的影響63-74
• 6.1 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料微纖形態(tài)的影響63-67
• 6.1.1 不同熔融指數(shù)的POE對復合片材形態(tài)的影響63-65
• 6.1.2 不同熔融指數(shù)的POE對復合片材微纖尺寸的影響65-67
• 6.2 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料力學性能的影響67-69
• 6.2.1 不同熔融指數(shù)的POE對復合片材拉伸強度的影響67-68
• 6.2.2 不同熔融指數(shù)的POE對復合片材定伸應力的影響68-69
• 6.3 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料動態(tài)流變性能的影響69-71
• 6.3.1 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料的復數(shù)粘度的影響69-70
• 6.3.2 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料模量的影響70-71
• 6.3.3 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料損耗因子的影響71
• 6.4 不同熔融指數(shù)的POE對復合材料硬度的影響71-72
• 6.5 本章小結72-74
• 第七章 結論74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-81
• 附錄81-82

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本文編號：699903