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該文以聚丙烯為聚合物基體,以天然凹凸棒土為無機組分,通過熔融共混的方法制備聚丙烯/凹凸棒土納米復合材料.詳細介紹凹凸棒土的表面處理,重點分析聚丙烯/凹凸棒土納米復合材料的結構與性能的關系,并研究了其結晶動力學和熱分解動力學.采用四種不同的改性劑對凹凸棒土進行表面改性,接著與丙烯酸丁酯接枝得到有機化凹凸棒土.利用FT-IR、XPS、XRD等分析方法對有機化處理前后的凹凸棒土進行表征,通過SEM、TEM等觀察凹凸棒土的分散情況.結果表明,硅烷偶聯劑對凹凸棒土的表面有機化處理效果好于鈦酸酯、季銨鹽及甲基丙烯酸;電鏡觀察結果說明有機化凹凸棒土單晶直徑變大,存在少量聚集體.通過對聚丙烯/凹凸棒土復合材料進行結構與性能表征,發(fā)現凹凸棒土在聚丙烯基體中分散較為均勻;凹凸棒土的加入,不改變聚丙烯的晶型但使其結晶度稍有增加.性能測試結果說明復合材料的動態(tài)儲能模量提高幅度較大,但T<,g>變化不大;拉伸強度提高了6~13％,模量提高15~32％,沖擊強度最大提高70％;熱分解溫度明顯提高.對復合材料進行結晶動力學研究表明,復合材料等溫與非等溫結晶行為均可用Avrami方程來描述,n值在4~5之間,表明凹凸棒土對體系的成核機制影響較大,且使復合材料的結晶速率加快.另外,凹凸棒土的加入使聚丙烯球晶尺寸減小,數量增加.從復合材料的熱分解曲線可知復合材料的熱分解初始溫度向高溫移動,最大熱失重速率對應的溫度也移向高溫.采用不同方法對復合材料進行熱分解動力學研究結果表明,凹凸棒土使得復合材料的熱分解活化能降低.

    doi：
    10.7666/d.y590809
    關鍵詞：
    聚丙烯 凹凸棒土 納米復合材料 表面改性 接枝聚合 結晶動力學 熱分解動力學
    作者：
    王麗華
    學位授予單位：
    天津大學
    授予學位：
    博士
    學科專業(yè)：
    材料學
    導師姓名：
    盛京
    學位年度：
    2003
    語種：
    中文
    分類號：
    TB383 TQ325.14 TQ316.343
    在線出版日期：
    2004年10月21日