纳米二氧化硅和聚酰胺粉体改性脂肪族聚酯的研究

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近年来,脂肪族聚酯受到了人们的普遍关注。脂肪族聚酯虽然具有很多优异的性能如生物可降解性、生物相容性等,因此具有广阔的应用前景,但同时也因其某些性能的不足而限制其应用。因此,需要对其进行改性,本文选用两种纳米Si O2和三种聚酰胺粉体分别对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚左旋乳酸(PLLA)和聚己内酯(PCL)进行改性,具体研究工作如下:(1)采用原位法制备了PBS/环氧基纳米Si O2(RNS-E)纳米复合材料。研究表明,RNS-E与PBS分子链间形成化学键,增强了填料与PBS的界面作用,但是同时也导致了复合材料分子量下降。RNS-E的引入有效地提高了PBS的结晶速率,当RNS-E的含量从0增加到4%,所得复合材料的结晶温度从74.0℃提高到83.6℃。复合材料的杨氏模量和拉伸强度有较大提高,但是断裂伸长率下降。(2)以甲基纳米Si O2(DNS)为填料,原位制备了PLLA/DNS纳米复合材料。研究表明,低含量时,DNS在PLLA基体中分散性较好,当DNS大于1 wt%后,出现了团聚。冷结晶过程中玻璃化温度(Tg)和最大结晶速率处温度(Tc)随DNS的增多向低温区移动,与复合材料从熔融态结晶的变化趋势相反。DNS的引入促进了PLLA的结晶,提高了PLLA的结晶度。而且随着DNS含量增多,成核密度逐渐增多,球晶尺寸逐渐减小。同时DNS的加入提高了PLLA的热稳定性。(3)采用溶液共混法制备了PBS/羊毛粉(WP)复合材料,研究了WP对PBS结晶行为的影响,发现WP对PBS结晶具有明显的促进作用。并对复合材料的等温结晶动力学和非等温结晶动力学进行了研究,WP的加入降低了PBS的结晶活化能,在非等温单位结晶时间内获得一定的结晶度,PBS/WP复合材料需要更小的降温速率。通过对比滑石粉、尼龙3粉、尼龙6粉对PBS结晶行为的影响,探究了WP对PBS异相成核的机理。(4)采用溶液共混法制备了PCL/PA6粉复合材料,对复合材料的结晶行为进行了研究,发现PA6粉可有效促进PCL结晶,复合材料的起始结晶温度和最大结晶温度随着PA6粉用量的增加逐渐向高温方向移动。PA6粉的引入增加了晶核密度,减小了球晶尺寸。通过对比PA3粉和WP对PCL结晶行为的影响,探讨了PA6对PCL的异相成核机理。
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