納米二氧化鈦-聚丙烯復合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性樹脂，應用領域寬廣，具有良好的發(fā)展前景，是四大合成纖維原料之一。PP纖維制品具有質(zhì)輕、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，人們采用共混改性方法，相繼開發(fā)了抗菌、抗靜電、遠紅外等改性PP纖維。但以PP為基體，納米二氧化鈦(TiO2)為光催化改性劑，制備PP光催化纖維的技術及應用尚在研究中。納米TiO2降解性能對有機分解對象具有無選擇性，對于PP纖維，由于其本身就是有機物，若將納米TiO2直接應用于PP纖維改性，必

2、須解決其對纖維基體的降解問題、粒子本身的團聚、共混物的可紡性等技術難題。
　　通過二氧化硅(SiO2)無機多孔膜的包覆，不僅能阻隔納米TiO2與有機基體的直接接觸，使基材得到有效的保護，而且改性粒子仍保有光催化活性，其分散性也得到提高。本文以PP樹脂為基體，以液相沉積法制備的SiO2包覆納米TiO2核殼粒子(SiO2@TiO2)為改性劑，用熔融共混法制備了SiO2@TiO2/PP復合材料。用透射電鏡(TEM)、X射線能譜儀(EDS

3、)、傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）來分析表征改性粒子的微觀形貌與結構。采用毛細管流變儀、熱臺偏光顯微鏡、差示掃描量熱儀(DSC)、X射線衍射儀(XRD)等測試手段，來分析SiO2@TiO2/PP復合材料的流變性能、結晶性能和熱性能。得到的結果如下
　　1.通過TEM測試可知，采用液相沉積法能夠在納米TiO2粒子表面包覆一層厚度均勻的SiO2薄膜。EDS和FT-IR測試結果表明，納米TiO2粒子表面存在SiO2，且SiO2是以化

4、學鍵鍵合的形式結合在TiO2粒子表面的。經(jīng)過分散偶聯(lián)處理的納米SiO2@TiO2粒子與PP具有更好的兼容性，流動性較好，且經(jīng)包覆處理后納米粒子的分散性也得到一定的提高。
　　2.SiO2@TiO2/PP共混物熔體屬于非牛頓流體，改性劑納米SiO2@TiO2粒子的加入不改變PP的流動類型，但增強了PP熔體的非牛頓性、增大了PP的流動阻力，且熔體的粘流活化能隨改性劑用量的增大而增大。同時，該共混物熔體屬于拉伸變稀型流體，共混物熔體的拉

5、伸應力和拉伸粘度均隨溫度的升高而下降。拉伸流動活化能隨拉伸應變速率的提高而降低，隨改性劑SiO2@TiO2用量的增加，表觀拉伸粘度逐漸增大。降解實驗結果表明，經(jīng)包覆SiO2后的納米TiO2可減小TiO2本身對PP的熱氧降解作用，使得在熔體加工過程中，納米TiO2/PP復合材料的性質(zhì)更為穩(wěn)定，加工性能更好。
　　3.改性劑納米SiO2@TiO2的加入不會明顯改變PP的結構，但會影響SiO2@TiO2/PP復合材料的結構規(guī)整性。隨著納