论文部分内容阅读
本文为了改善聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)结晶速率慢和冲击韧性差的问题,通过熔融共混的方法,利用二环[2.2.1]庚烷-2,3-二甲酸二钠(HPN-68L)、柠檬酸钠(SC)以及热塑性弹性体(TPEE)对PET结晶行为调控提升其力学性能。运用DSC、WAXD、SAXS、POM、SEM和力学性能测试仪等系统地研究了 HPN-68L、SC以及TPEE对PET的结晶行为、晶体结构、球晶形貌、冲击断裂表面及力学性能等影响。首先,为了克服PET结晶速率低的缺点,采用一种金属羧酸盐类成核剂HPN-68L改善PET的结晶性能。结果表明,当添加0.6wt%的HPN-68L时,其结晶峰温度比纯PET提高约14 ℃,成核效率达到68.4%,而PET的半结晶时间和等温结晶活化能随着HPN-68L含量的增加而减小,添加HPN-68L后会使PET的长周期和球晶数量增加,但不会改变PET的晶体结构。HPN-68L以化学成核机制诱导PET成核结晶。PET/HPN-68L复合材料的弯曲强度和弯曲模量都随着HPN-68L含量的增加而增加,但是其缺口冲击强度在一定范围内降低。其次,考察了柠檬酸钠(SC)对PET的结晶行为、晶体结构、球晶形貌及力学性能等的影响。结果表明,SC对PET具有显著的成核作用,其中当SC的含量为0.6 wt%时,其结晶峰温度较纯PET提高了约8.4℃ 成核效率达到了 38.2%,结晶速率较纯PET增加了 1倍。SC对PET的晶体结构没有太大的影响,但降低了 PET结晶的长周期。同时,添加SC可以改善PET的冲击韧性和拉伸性能,当SC的含量为0.6 wt%时,其缺口冲击强度和抗拉强度分别比纯PET高约1.3倍和1.2倍。然后,针对PET韧性不足,通过熔融共混的方法制备了不同组成的PET/TPEE复合材料,研究了复合材料的结晶及力学性能进行改性。DSC测试结果表明,TPEE的引入阻碍了 PET的结晶过程,导致PET的结晶峰温度和结晶速率随着TPEE含量增加而降低。TPEE对PET的晶体结构几乎没有影响,但是TPEE的添加会增加PET的长周期。另外,添加TPEE会降低了 PET的刚性,但是可以有效改善PET的冲击韧性和拉伸性能,其中当TPEE的含量为50 Wt%时,其缺口冲击强度提高2.8倍。最后,将HPN-68L(或SC)和TPEE联合作为改性剂,通过熔融共混的方法制备了不同组成的三元复合材料。通过研究发现,在PET中同时添加HPN-68L(或SC)和TPEE可以同时提高PET的结晶性能和韧性。DSC表明在PET/TPEE复合材料中添加HPN-68L(或SC)后,会使PET的结晶峰温度、结晶度和结晶速率增加。同时,在PET中添加HPN-68L(或SC)和TPEE后会使PET的长周期的增加,但对PET的晶体结构有一定的影响。此外,当在PET/TPEE复合材料中添加HPN-68L(或SC)时,球晶的排列更加紧密,而且球晶尺寸更加均匀。在力学性能测试中发现,在三元复合材料中随着TPEE含量增加,其弯曲强度和弯曲模量随之减少,但复合材料的韧性大幅度提高。