纳米Sb2O3表面改性及其对PBT基复合材料力学性能的影响

题名	纳米Sb2O3表面改性及其对PBT基复合材料力学性能的影响
作者	杨文龙
学位类型	博士
导师	徐建林
答辩日期	2015
学位授予单位	兰州理工大学
学位名称	工学博士
学位专业	材料学
关键词	纳米Sb2O3 表面改性聚对苯二甲酸丁二醇酯纳米复合材料分散性界面性能力学性能
摘要	由于无机纳米粒子独特的效应使其复合材料具有不同于一般复合材料的性能。对于无机物/聚合物纳米复合材料的应用，可以充分地将纳米粒子的刚性、特殊功能性、热稳定性和尺寸稳定性与聚合物基体的韧性、易加工性和绝缘性完美的结合起来，从而获得性能优异的聚合物纳米复合材料。无机物/聚合物纳米复合材料具有三相，包括基体相、粒子相和界面相。其中，粒子相和界面相是体现无机物/聚合物纳米复合材料优异性能的关键，粒子相表现出纳米粒子在复合材料中的分散性和其功能性，界面相表现出纳米粒子与基体的结合状态。聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种半结晶型的热塑性树脂，具有优良的力学性能、电学性能、耐化学腐蚀性能等而广泛的应用于电子电器、汽车、机械设备和精密仪器的零部件等。本文在不影响PBT基复合材料阻燃性能的基础上，选取PBT为基体，以溴化环氧树脂（BEO）为阻燃添加剂，以纳米Sb2O3为无机填料，通过对纳米Sb2O3的表面有机改性、高能球磨分散和熔融挤出的方法制备纳米Sb2O3/BEO-PBT复合材料，研究了球磨分散时间和纳米Sb2O3的表面状态对纳米Sb2O3/BEO-PBT复合材料力学性能的影响，并对纳米Sb2O3粒子在其复合材料中的分散性及粒子与基体的界面性能进行了系统的分析。主要的研究内容和结果包括以下几个方面：（1）机械力化学为纳米Sb2O3的表面改性提供了条件。机械球磨过程使纳米Sb2O3的表面富有大量的羟基，且在不同的pH值下，纳米Sb2O3表面的羟基吸附溶液中的H+或OH-离子而使其带有不同的电荷。FTIR结果和吸附机理表明阳离子表面活性剂CTAB主要通过静电作用吸附在纳米Sb2O3表面；非离子表面活性剂PEG主要通过氢键作用吸附在纳米Sb2O3表面；硅烷偶联剂KH550主要通过Sb-O-Si化学键作用吸附在纳米Sb2O3表面。改性后的纳米Sb2O3在水体系中的分散稳定性明显提高，平均粒径和分散度都减小。接触角测量结果表明CTAB/KH550复配改性的纳米Sb2O3的接触角达到134.7º，表面呈明显的疏水亲油性。（2）通过高能球磨分散法制备BEO-PBT及纳米Sb2O3/BEO-PBT复合粉体，讨论了高能球磨分散的机理。结果表明，高能球磨分散不仅可以改善纳米Sb2O3粒子在其复合材料中的分散性而且可以改善纳米Sb2O3与PBT基体界面相容性。虽然，球磨分散和纳米Sb
其他摘要	Compared with the properties of conventional composites, the nanocomposites have many excellent properties due to the specifical properties of inorganic nanoparticles. The polymer-based nanocomposites, which combined the stiffness, special functionality, thermostability and dimensional stability of nanoparticles with the toughness, excellent processing properties and insulativity of polymer matrix, have been widely used in many fields. In general, the polymer-based nanocomposites are formed by the matrix phase, nanoparticles phase and interphase. However, the nanoparticles phase and interphase have great influence on the ultimate properties of polymer-based nanocomposites. This is due to the nanoparticles phase is included by the dispersed states and the special functionality of nanoparticles, and the interphase is stand for the union state between the nanoparticles and the matrix. As a semicrystalline thermoplastics polymer, poly(butylene terephthalate) (PBT) has been widely used in e
学科领域	纳米复合材料
页数	141
语种	中文
学号	151080502004
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/103219
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	杨文龙. 纳米Sb2O3表面改性及其对PBT基复合材料力学性能的影响[D]. 兰州理工大学,2015.