论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为一种半结晶型热塑性塑料,加工性能和力学性能优良,但对缺口敏感和极易燃烧的缺点严重限制其使用范围。以溴化环氧树脂(BEO)为阻燃剂、纳米三氧化二锑(Sb2O3)为协效阻燃剂制备的Sb2O3/BEO-PBT复合阻燃材料使得PBT的阻燃性能获得极大的改善,但纳米Sb2O3颗粒的加入降低了PBT的力学性能,所以在保持Sb2O3/BEO-PBT复合材料优良阻燃性能的同时提高力学性能成为亟需解决的问题。本文在Sb2O3/BEO-PBT基础上添加不同的纳米稀土氧化物制备纳米稀土氧化物/Sb2O3/BEO-PBT复合材料,研究不同的纳米稀土氧化物对复合材料结晶性能、热稳定性能、力学性能和阻燃性能的影响。主要研究内容和结论概括如下:(1)制备Nd2O3/PBT、CeO2/PBT和La2O3/PBT复合材料,研究不同的稀土氧化物对PBT性能的影响。研究结果表明:稀土氧化物提高了PBT成核效率,加快了结晶速率,降低了活化能;稀土氧化物的添加对PBT的拉伸强度和缺口冲击强度均有提高,其中,CeO2/PBT复合材料力学性能最好。(2)选择钛酸酯偶联剂NDZ-201为改性剂,分别改性纳米Sb2O3、CeO2和Nd2O3颗粒,发现改性后颗粒的晶型结构没有发生改变;通过检测各样品的Zeta电位发现在改性剂用量为5wt.%时,纳米Sb2O3、Nd2O3和CeO2颗粒电位绝对值均达到最大,纳米Nd2O3和CeO2的粒径测量结果最小,平均粒径分别是63 nm和78 nm,而纳米Sb2O3在NDZ-201用量为7 wt.%时平均粒径最小。(3)纳米Nd2O3颗粒在Sb2O3/BEO-PBT中起到异质成核的作用,适量的纳米Nd2O3可以提高Sb2O3/BEO-PBT阻燃复合材料的结晶度;当改性纳米Nd2O3含量为0.4 wt.%时,Nd2O3/Sb2O3/BEO-PBT复合材料的拉伸强度为63 MPa,缺口冲击强度为8.3 KJm-2,二者均达到最大值;纳米Nd2O3颗粒的添加使Sb2O3/BEO-PBT阻燃体系的极限氧指数(LOI)略有降低,但Nd2O3/Sb2O3/BEO-PBT复合材料的垂直燃烧测试(UL94)仍处于V-0级。(4)纳米CeO2的含量对CeO2/Sb2O3/BEO-PBT复合材料的结晶性能有较大影响,适量的纳米CeO2可以提高CeO2/Sb2O3/BEO-PBT阻燃复合材料的结晶度,且含未改性纳米CeO2的CeO2/Sb2O3/BEO-PBT复合材料的结晶度低于含改性纳米CeO2的结晶度;随着纳米CeO2含量的增多,CeO2/Sb2O3/BEO-PBT复合材料的拉伸强度与缺口冲击强度均呈先升高后降低的趋势,改性纳米CeO2对CeO2/Sb2O3/BEO-PBT复合材料力学性能的提升更大;纳米CeO2颗粒降低了CeO2/Sb2O3/BEO-PBT的LOI,但其UL94等级仍处于V-0级。