含BaSO4大有光PET復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有高的剛性、耐熱性和耐化學(xué)藥品性等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于纖維、薄膜和工程塑料等領(lǐng)域。但由于其剛性鏈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在光學(xué)介質(zhì)差異，從而影響光線在材料中的傳播，透光性能下降，限制其作為包裝材料、大有光纖維等方面的應(yīng)用。而在PET基體中添加一定量的與其折射率相近的無(wú)機(jī)微粒BaSO4，可改善PET材料的光學(xué)性能。本論文以三種不同表面特性硫酸鋇、間苯二甲酸(IPA)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯為原料，采用雙螺桿擠出

2、機(jī)熔融共混法制備了PET/BaSO4復(fù)合材料，并對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)/硫酸鋇復(fù)合體系的各種性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為大有光PET/BaSO4復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義。
　　 首先采用二階熔融共混工藝制備了PET/BaSO4復(fù)合材料，并用SEM對(duì)硫酸鋇的分散性進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，隨著B(niǎo)aSO4含量的增加，無(wú)機(jī)微粒的分散性能越來(lái)越差；在相同BaSO4含量下，經(jīng)表面處理的BaSO4在PET基體

3、中表現(xiàn)出較小的粒徑，粒徑分布在400nm左右，而未處理的BaSO4在PET基體中有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，分散均勻性較差。
　　 采用DSC、X射線衍射方法研究了PET/BaSO4復(fù)合體系的結(jié)晶行為，并采用Jeziorny法、Ozawa法和Mo法對(duì)其非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行處理，結(jié)果表明，三種不同表面特性BaSO4的加入都起到異相成核的作用，提高了PET/BaSO4復(fù)合材料的結(jié)晶溫度和結(jié)晶度，細(xì)化其晶粒尺寸，尤其是添加硅鋁二次包覆處理BaS

4、O4的成核作用更為顯著。而IPA的引入，阻礙了PET/BaSO4復(fù)合材料的結(jié)晶行為，且隨著IPA含量的增加，PET結(jié)晶更困難，晶粒尺寸明顯減小。Jeziorny法能很好的描述PET和PET/BaSO4復(fù)合材料的主結(jié)晶過(guò)程，但對(duì)結(jié)晶前期和后期不適用，Mo法也能很好的分析PET和PET/BaSO4復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，但Ozawa法對(duì)該體系不適合。
　　 采用WGT-S透光率/霧度測(cè)定儀測(cè)試了PET/BaSO4復(fù)合體系的透光率

5、、霧度等光學(xué)性能，結(jié)果表明，無(wú)機(jī)微粒BaSO4的加入提高了PET薄膜的透明度，改善材料的光學(xué)性能，尤其是BaSO4添加量較少的PET薄膜透光率更好，但霧度卻隨著B(niǎo)aSO4含量的增加而上升。對(duì)于不同表面特性的硫酸鋇，對(duì)PET透光率的影響不大，但含硅鋁無(wú)機(jī)包覆硫酸鋇的共混材料霧度較其他兩種偏低。IPA的引入能提高材料的透明性，且材料的透光率隨IPA含量的增加而增大，而霧度則成相反趨勢(shì)。由不同厚度薄膜透光率的擬合結(jié)果知，PET/BaSO4復(fù)合

6、薄膜的吸收系數(shù)很小，反射系數(shù)很低，制備的PET/BaSO4復(fù)合材料相對(duì)折射率為1.48，該復(fù)合材料的理論最大透過(guò)率為92.5％。
　　 采用STA409PC型同步熱分析儀研究了PET/BaSO4復(fù)合材料的熱性能，研究表明，三種表面特性無(wú)機(jī)硫酸鋇的加入抑制了PET材料的熱降解，提高了其熱穩(wěn)定性，尤其是硅鋁無(wú)機(jī)包覆表面處理的硫酸鋇，但影響不是很明顯。且在一定添加范圍內(nèi)，PET/BaSO4復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性隨BaSO4添加量的增加而增

7、強(qiáng)，但當(dāng)添加量大于2.5％時(shí)，表現(xiàn)出分解溫度和最大失重溫度下降。而IPA的加入，破壞了PET/BaSO4復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，且隨著IPA含量的增加，PET/BaSO4復(fù)合材料熱降解越嚴(yán)重。
　　 采用ARES-RFS平板流變儀測(cè)定了PET/BaSO4復(fù)合材料的流變性，對(duì)其動(dòng)態(tài)流變性能作了初步的研究。研究發(fā)現(xiàn)：硫酸鋇的加入，降低了PET/BaSO4復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能模量G′與損耗模量G"，但經(jīng)過(guò)硅鋁二次包覆處理后硫酸鋇降幅較小。隨