資源描述：
《聚苯硫醚_納米二氧化硅復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動力學(xué)及動態(tài)力學(xué)性能》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、Vol.18功能高分子學(xué)報No.42005年12月JournalofFunctionalPolymersDec.2005聚苯硫醚/納米二氧化硅復(fù)合材料的*非等溫結(jié)晶動力學(xué)及動態(tài)力學(xué)性能1**12***朱懷遠(yuǎn),余興海,倪秀元(復(fù)旦大學(xué):1.材料科學(xué)系,2.高分子科學(xué)系,上海200433)摘要:用DSC法研究了聚苯硫醚(PPS)及其納米SiO2復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動力學(xué),分析了結(jié)晶峰值溫度Tp以及結(jié)晶起始溫度T0等參數(shù),并采用莫志深方程研究了復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動力學(xué)。結(jié)果表明,莫志深方程能夠較好地描述復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動力學(xué),納米SiO2
2、在PPS基體中起異相成核作用,而使得納米復(fù)合材料的結(jié)晶速率明顯快于純聚合物的結(jié)晶速率。動態(tài)力學(xué)分析研究結(jié)果表明,納米SiO2的加入提高了PPS的儲能模量,Tg向高溫方向移動,說明納米SiO2與PPS之間存在著較強(qiáng)的相互作用。關(guān)鍵詞:聚苯硫醚;納米SiO2;非等溫結(jié)晶;動態(tài)力學(xué)分析中圖分類號:O633文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1008-9357(2005)04-0635-07聚苯硫醚(PPS)是苯環(huán)在對位上連接硫原子而形成的線型高分子,是一種結(jié)晶性高性能樹脂,具有機(jī)械性能優(yōu)異、耐熱溫度高、抗化學(xué)腐蝕和表面摩擦系數(shù)低等重要特性。作為特種工程塑料
3、,PPS已經(jīng)用于軸承等結(jié)構(gòu)件;并且因?yàn)镻PS與金屬基底有很強(qiáng)的結(jié)合力,它還是理想的重防腐涂層材料,如用[1,2]作管道防腐涂料。但PPS作為涂層材料時,由于在熱塑化階段熔體粘度過低,容易出現(xiàn)流掛或流墜現(xiàn)象,致使涂層表面出現(xiàn)針孔,或形成不規(guī)則的斑點(diǎn)、斑塊,降低了涂層的保護(hù)性能和耐摩擦性能。[3-6]用大粒徑無機(jī)填料對PPS進(jìn)行改性已見文獻(xiàn)報道,主要目的是提高PPS熔體觸變性及PPS分子鏈的結(jié)晶溫度,以改善熔體的流動性,從而獲得好的涂裝效果。有研究表明,當(dāng)無機(jī)填料的粒徑大于[7]100Lm時,會過度地限制熔體的流動性;大粒徑無機(jī)填料的用量通常
4、很大,導(dǎo)致表面光滑度下降,從[8]而降低PPS涂層的耐磨蝕能力。我們應(yīng)用多種納米粉體對聚苯硫醚進(jìn)行了改性研究,并利用靜電噴涂-熱塑化工藝制備了油井管內(nèi)防腐涂層。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用二氧化硅納米粉體時,在用量較小的條件下,即可獲得表面平滑的理想涂層。考慮到PPS材料的物理和機(jī)械性能與其超分子形態(tài)密切有關(guān),明顯地受其結(jié)晶性質(zhì)的影響,本文研究了二氧化硅納米粉體對PPS結(jié)晶行為的影響,并考察了納米二氧化硅的加入對復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能的影響。這將為進(jìn)一步探討PPS涂層物理性能與化學(xué)組成的關(guān)系提供理論基礎(chǔ)。[9][10]已有文獻(xiàn)研究報道了純PPS以及PP
5、S與其它高分子共混合金的等溫結(jié)晶動力學(xué),由于在PPS塑料的成型加工和在涂層的塑化過程中,其冷卻固化過程實(shí)際上是一個非等溫過程,因而本文研究PPS復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動力學(xué)具有十分重要的理論價值和實(shí)際意義,目前鮮見有PPS復(fù)合材料非等溫結(jié)晶動力學(xué)的研究報道。1實(shí)驗(yàn)部分1.1主要原料聚苯硫醚:菲利普RytonV-1涂料級,上海精尖塑料有限公司;納米二氧化硅(nano-SiO2):親水型,*收稿日期:2005-08-20基金項(xiàng)目:上海納米科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心資助**第一作者簡介:朱懷遠(yuǎn)(1980-),男,江蘇邳州人,碩士研究生,研究方向:高分
6、子材料,E-mial:secondyuan@163.com***通訊聯(lián)系人,倪秀元,E-mail:xyni@fudan.edu.cn#636#朱懷遠(yuǎn),余興海,倪秀元粒徑20~40nm,江蘇河海納米科技股份有限公司。1.2樣品制備聚苯硫醚和nano-SiO2粉末于100e干燥2h,將不同配比的PPS和nano-SiO2粉末用球磨機(jī)混合3h后,在BrabenderPLE651中混煉3min,混煉溫度為295e,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50r/min。其中nano-SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.03、0.05和0.07,純PPS經(jīng)過同樣的條件混煉。測試所用樣條由
7、小型注塑機(jī)(LMM,ATLAS)注塑得到,注塑機(jī)混合腔溫度295e,模具溫度120e。1.3測試表征1.3.1差熱分析(DSC)采用PerkinElmerPyris1DSC分析儀,樣品質(zhì)量為9.4~9.6mg,在N2氣保護(hù)下,樣品以20e/min升至320e,并在此溫度恒溫5min以消除熱歷史,然后分別以2.5、5、10、15、20、25和30e/min的降溫速率進(jìn)行掃描。1.3.2動態(tài)力學(xué)性能分析(DMA)利用NetzschDMA242對樣條進(jìn)行動態(tài)力學(xué)性能分析,掃描頻率為1Hz,樣品升溫速率為3e/min,掃描范圍為50~250e。2
8、結(jié)果與討論2.1非等溫結(jié)晶過程的基本參數(shù)圖1、圖2分別為純PPS和PPS/nano-SiO2復(fù)合材料以不同的降溫速率得到的非等溫結(jié)晶曲線,兩種樣品的結(jié)晶放熱峰均隨著降溫速率的增大而向低溫方向移
