熱塑性聚酯彈性體復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)是熱塑性彈性體(TPE)家族新的一員，以結(jié)晶性高熔點(diǎn)聚酯段作為硬段（結(jié)晶相）和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的無定形聚醚或聚酯嵌段作為軟段（非晶相）的嵌段共聚物。由于TPEE聚酯硬段的極性、剛性和結(jié)晶性，使其具有良好的熱性能和抗油、抗溶劑性等。此外由于聚醚軟段具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因而材料又具備優(yōu)良的抗老化性能和力學(xué)性能。TPEE兼具優(yōu)良的熔融穩(wěn)定性、熱塑性和良好的加工性，可以采用多種熱塑性加工工藝，而且在一定程度上

2、解決了橡膠制品不可重復(fù)利用的難題，快速發(fā)展成為一種綠色環(huán)保材料。雖然TPEE綜合性能優(yōu)異，但是拉伸強(qiáng)度較小，也限制了其應(yīng)用范圍，故有必要對(duì)其進(jìn)行改性，在保證其它性能的同時(shí)，提高TPEE的拉伸強(qiáng)度。另外，對(duì)于結(jié)晶性聚合物而言，聚合物的結(jié)晶行為無論是在學(xué)術(shù)上還是工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用都有很大的研究價(jià)值和意義。相比于等溫結(jié)晶，非等溫結(jié)晶更接近實(shí)際的生產(chǎn)加工條件，因此對(duì)聚合物非等溫結(jié)晶過程的研究能為實(shí)際的生產(chǎn)過程提供更好的指導(dǎo)。
　　本文首先采

3、用熔融共混的方法制備出TPEE/SiO2復(fù)合材料，探究了不同粒徑、不同組分以及不同性質(zhì)的SiO2對(duì)TPEE結(jié)晶性能的影響。然后分別通過納米填充改性和聚合物熔融共混的方式，來改善TPEE的拉伸性能。同時(shí)利用形貌表征、結(jié)構(gòu)流變學(xué)和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析等多種表征手段研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能，通過相關(guān)機(jī)理描述了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。
　　(1)利用硅烷偶聯(lián)劑成功改性了納米SiO2，并將其與TPEE熔融共混制備得到復(fù)合材料。通過X射線衍射

4、(XRD)對(duì)復(fù)合材料分析，表明SiO2的加入并沒有改變聚合物基體的晶體結(jié)構(gòu)。在非等溫結(jié)晶過程中，SiO2的加入促進(jìn)基體晶核的生成，起到了明顯的異相成核作用，改性后的SiO2對(duì)基體成核溫度提高更多，粒徑大的SiO2對(duì)基體結(jié)晶速率的增加效果更明顯。
　　(2)利用改進(jìn)的Hummers方法成功制備得到氧化石墨烯(GO)，然后分別通過化學(xué)還原法和4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)改性的方法，最后產(chǎn)物通過XRD和拉曼光譜（Raman）

5、分析，表明成功制得石墨烯納米片(GNS)和改性的石墨烯納米片(fGNS)，然后利用熔融共混的方法制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％和1％的復(fù)合材料。通過對(duì)復(fù)合材料流變性能的分析，表明fGNS在基體材料中有著更好的分散性，因而對(duì)TPEE拉伸性能的提升效果更好。同時(shí)，兩種石墨烯納米片的加入都能促進(jìn)TPEE的結(jié)晶，起到異相成核的作用。
　　(3)通過熔融共混的方法制備得到不同組分的TPEE/PBT共混物。通過掃面電子顯微鏡(SEM)和流變性能分析，