原创《改性纳米二氧化硅对PET结晶性能的影响》：本论文为您写二氧化硅毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：本文制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的新型成核剂SiO2-乙二醇-LMWPET（SiO2EGP）,并将制备的成核剂以2wt%的比例与纯PET粒料进行熔融共混制备了PET/SiO2EGP复合材料.通过红外表光谱对该成核剂的结构进行了表征,证明了SiO2EGP的成功制备,通过DSC对PET/SiO2EGP复合材料的测试表明,SiO2EGP能够作为成核剂提高聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶温度.
关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯；成核剂；结晶
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.014
0 前言
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种半结晶的热塑性聚合物材料,具有良好的热性能和力学性能,渗透性低,耐化学性好.PET由于其优越性,已广泛应用于纤维、汽车工业、食品及饮料包装等领域[1].PET的结晶性能,限制了其在注射成型领域应用.成核剂作为一种加工改性剂,既能改善PET的结晶性能又能提高其PET的其他性能,因此成核剂广泛应用于塑料改性,也是改善PET结晶性能的必备改性剂[2].纳米SiO2形态为无定形白色粉末,是一种无毒、无味、无污染的无机纳米材料.研究表明SiO2可以作为成核剂提高PET的结晶性能,但是团聚影响了PET的结晶性能[3].SiO2表面有很多活性很高的羟基,很容易与含羟基基团或者其他官能团的化合物反应,使其团聚减少,易于分散[4].本文通过在SiO2表面接枝乙二醇后进而与低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯（LMWPET）进行酯交换反应制备改性纳米SiO2,在改善了SiO2在PET中的分散性的基础上提高了PET的结晶温度.
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
所用化学试剂均为分析纯,纳米SiO2（亲油性）,浙江宇达化工有限公司,三氧化二锑,二氯亚砜,甲苯,四氯乙烷,苯酚,乙二醇,苯,对苯二甲酸二甲酯（DMT）,醋酸锌.
1.2 仪器与表征
傅里叶红外光谱仪（FTIR）,美国Nicolet,5700；差式扫描量热分析仪,瑞士Mettler—Toledo,821e；哈克流变仪,RM-200C,哈尔滨哈普公司.
1.3 样品制备
将纳米二氧化硅用苯溶解后,滴加氯化亚砜,反应制备氯硅球.取干燥的氯硅球溶于甲苯后,与乙二醇反应, 制备SiO2EGP.将LMWPET溶于质量比m（苯酚）：m（四氯乙烷）等于1：1的混合溶剂中,滴加交联剂反应2h后加少量Sb2O3,同时加入SiO2EGP,升温反应制备SiO2EGP.取0.2g SiO2EGP和10g纯PET切片,在哈克流变仪内270℃下密炼8-10 min,制得含2 wt% PET/SiO2EGP的复合材料.
2 结果与讨论
图1为样品的红外谱图,曲线（a）中796cm-1和1108cm-1处的特征吸收峰为Si-O-Si的伸缩振动吸收峰.曲线（b）中,除了有纳米SiO2的特征吸收峰外,在2924cm-1处的吸收峰归因于SiO2表面接枝的乙二醇中亚的伸缩振动,证明了乙二醇成功接枝到了SiO2表面.曲线（c）中,除了有SiO2和SiO2EGP的特征吸收峰以外,1420cm-1处的吸收峰是LMWPET和一缩二乙二醇链段的连接處的C-C键上的CH2剪切变形振动引起的.以上分析证明LMWPET已经通过乙二醇接枝到了纳米SiO2表面上生成了SiO2EGP.
图2（a）是纯PET和PET/SiO2EGP的DSC升温曲线,由图知纯PET的熔点在255.31℃,PET/SiO2EGP复合材料的熔点在255.81℃,成核剂对PET的熔点影响不大.图2（b）是纯PET和PET/SiO2EGP的DSC升温曲线,纯PET的结晶温度峰值在204℃,当PET中加入2wt%的SiO2EGP后,PET的结晶峰温度由204℃提高至209℃,是因为SiO2EGP在PET结晶过程中异相成核,加速了PET的成核速率,从而使PET复合材料SiO2EGP在高于原来纯PET的结晶温度结晶.
3 实验结论
通过在纳米二氧化硅表面接枝乙二醇和LMWPET,成功制备了成核剂SiO2EGP,DSC分析结果表明,SiO2EGP在PET结晶过程中异相成核,提高了PET结晶初期的成核效率,促使PET在更高的温度结晶.
参考文献：
[1]B.Li,J.Yu,S.Lee,M.Ree,Crystallizations of poly（ethylene terephthalate co ethylene isophthalate）,Polymer 40（19）（1999）：5371-5375.
[2]J.W.Gooch, Society of Plastics Engineers,Springer New York2011.
[3]Y.Yang,H.Xu,H.Gu,Preparation and crystallization of poly（ethylene terephthalate）/SiO2 nanocomposites by in‐；situ polymerization,Journal of Applied Polymer Science 102（1）（2010）：655-662.
[4]M.M.A.Nikje,Z.M.Tehrani,Thermal and mechanical properties of polyurethane rigid foam/modified nanosilica composite,Polymer Engineering & Science 50（03）（2010）：468-473.
作者简介：韩真真（1990-）,女,硕士,研究方向：高分子复合材料.
二氧化硅论文参考资料：
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