PBTOMMT納米復(fù)合材料的性能研究.pdf

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1、工程塑料應(yīng)用2011年，第39卷，第5期PBT／OMMT納米復(fù)合材料的性能研究張冬彭輝劉國玉劉曙光(山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，淄博255049)摘要采用原位聚合方法制備了聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)／有機膨潤土(OMMT)納米復(fù)合材料。結(jié)果表明，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％左右0MMT的PBT／OMMT納米復(fù)合材料的拉伸強度、缺口沖擊強度、彎曲強度較純PBT分別提高16．5％、11．3％和9．9％，熱穩(wěn)定性小幅提高。OMMT與阻燃劑混合使用，可大幅提高材料的阻燃性能，較純PBT提高20％以上，達到難燃標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞PBT／OMMT納米復(fù)合材料性能聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)具有高硬度、高強J；度、高結(jié)晶

2、速度和優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性能與電性能，X射線衍射(XRD)儀：D8Advance型，德國是一種重要的熱塑性工程塑料，主要用在汽車、電子Brucker公司；電器、機械零部件、衣服等方面，占有非常大的市場水平垂直燃燒測定儀：CZF一3型，南京市江寧份額，過去幾年每年都保持著較高的年均增長率。區(qū)分析儀器廠；但PBT仍然存在許多缺點，如缺口沖擊強度低、熱氧指數(shù)測定儀：HC一2型，南京市江寧區(qū)分析變形性大、易吸水、耐熱性差、遇火后會劇烈燃燒、易儀器廠；發(fā)生滴燃現(xiàn)象等。因此，對PBT進行力學(xué)性能和阻熱失重(TG)分析儀：STA409C型，德國Netzsch燃性能改性研究一直是PBT高性能化的一個重要公司；課

3、題¨I3J。原位聚合方法已成功制備了多種有掃描電子顯微鏡(SEM)：Sirion200型，荷蘭無機納米復(fù)合材料，如PP、PS、PET等，但關(guān)于FEI公司。PBT／有機膨潤土(OMMT)納米復(fù)合材料的研究報1．3PBT／OMMT納米復(fù)合材料的制備道還很少。筆者以O(shè)MMT改性PBT，以期改善普采用原位聚合法制備PBT／OMMT納米復(fù)合材通PBT的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和阻燃性能等。料：①將1份OMMT放入30份蒸餾水中高速攪拌21實驗部分h后靜置，待形成穩(wěn)定的懸浮液后加入0．1份插層1．1主要原材料劑，高速攪拌1h，待混合體系充分膨脹化后，把兩種對苯二甲酸(PTA)：熔點()425~C，儀征化纖單體P

4、TA、BC加入其中，充分?jǐn)嚢?h使其混合均研究院；勻，然后干燥脫水。②分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％’3％、1，4一丁二醇(BG)：儀征化纖研究院；5％、7％、9％的OMMT與脫水后的混合液和催化劑催化劑(鈦酸四丁酯)、插層劑(乙醇胺)：儀征充分混合均勻后加入到合成反應(yīng)釜中，升溫至200化纖研究院；—220cC進行酯化反應(yīng)3h，然后再升溫至240～OMMT：浙江豐虹粘土股份有限公司；270~C，在低壓或接近真空的條件下反應(yīng)3h，制得溴化環(huán)氧樹脂／Sb：O，復(fù)配阻燃劑：溴化環(huán)氧樹PBT／OMMT復(fù)合材料。③分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22％、脂與Sb：O。的質(zhì)量比為3：l，蘇州蘭特納米材料科技19％、15％、12％、

5、8％的阻燃劑，OMMT，步驟①得到有限公司。的混合液和催化劑混合均勻后加入合成反應(yīng)釜中，1．2儀器、設(shè)備按照步驟②進行多次合成實驗，得到添加阻燃劑的合成反應(yīng)釜：儀征化纖研究院；PBT／OMMT納米復(fù)合材料。注塑機：SZ一45～400DC型，寧波市金星塑料1．4性能測試機械廠；XRD分析：CuKa源(波長為0．154BE)，管電電子萬能試驗機：WDW1020型，中科院長春科新公司試驗儀器研究所；通訊作者懸臂梁沖擊試驗機：XCJ型，吉林大學(xué)科教儀器收稿日期：2011．02．15張冬，等：PBT／OMMT納米復(fù)合材料的性能研究4l壓40kV，管電流100mA；MT納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中能看到明暗相間的條

6、紋式拉伸性能按GB／T1040—1992測試；結(jié)構(gòu)(白色的部分是OMMT片層，黑色部分是PBT彎曲性能按GB／T1042—1992測試；基體)，兩條白帶之問的距離基本可看做OMMT．片缺口沖擊強度按GB／T1843—1996測試；層被插層剝離后的層間距，部分有機片層被剝離到氧指數(shù)(LOI)按GB／T2406—1993測試；接近100l'll'n的尺寸，形成部分插層部分剝離的阻燃性能按UL94測試。PBT／OMMT納米復(fù)合材料。2結(jié)果與討論2．1PBT／OMMT納米復(fù)合材料的XRD分析圖1示出PBT、OMMT及PBT／OMMT納米復(fù)合材料的XRD譜圖。從圖1可以看出，純PBT的XRD譜圖比較平滑

7、，沒有明顯的衍射峰。PBT／OM—一一MT納米復(fù)合材料較純PBT有了明顯的衍射峰，說明PBT進入OMMT晶體片層問，從而使得PBT／a～放大10OO0倍IlJ一放大20000倍圖2純PBT的SEM照片OMMT納米復(fù)合材料的XRD譜圖出現(xiàn)尖銳的衍射峰，并向小角方向移動。根據(jù)圖1還可算出，OMMT及OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1％、3％、5％、7％、9％的PBT／OMMT納米復(fù)合材料的層問距分別為2．311