Synthesis of PET-TiO2 nanocomposite via in situ polymerization For delustered Fiber.pdf

1、20世紀(jì)以來(lái)，納米技術(shù)的高速發(fā)展。有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合技術(shù)可賦予高分子材料全新的功能性，受到了科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
　　雙螺桿熔融復(fù)合技術(shù)是一種制備PET/nano-TiO2納米復(fù)合母粒的通用技術(shù)。通過(guò)表面改性可顯著提高TiO2納米顆粒在基體中的分散性，并賦予復(fù)合樹(shù)脂優(yōu)異的可紡性能。然而，TiO2納米粒子的應(yīng)用決定于其幾個(gè)重要屬性，如粒子尺寸、結(jié)晶度和形貌等。
　　本論文通過(guò)原位聚合手段制備了PET/TiO2納米復(fù)合材料

2、。系統(tǒng)研究高含量的改性和未改性TiO2對(duì)材料結(jié)晶行為、物理性能、熱性能的影響。
　　首先，將未改性的TiO2分散于乙二醇(EG)單體，通過(guò)原位聚合手段制備一系列高含量TiO2的PET雜化材料。研究TiO2納米填料對(duì)PET母粒物理性能的影響。流變行為研究表明，隨著納米粒子填充量的提高，PET雜化材料的本征粘度略微提升。通過(guò)DSC表征，研究PET樹(shù)脂及其雜化材料的熱力學(xué)行為。
　　從DSC數(shù)據(jù)分析可以看出，隨著TiO2含量的提高

3、，PET雜化樹(shù)脂的結(jié)晶溫度和結(jié)晶焓下降，但結(jié)晶度得到提高。TGA數(shù)據(jù)表明，TiO2的引入對(duì)PET熱穩(wěn)定性影響不大。
　　通過(guò)FTIR和SEM表征PET雜化樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)和斷面形貌。研究結(jié)果表明，TiO2納米粒子在PET基體中具有較好的分散性。采用含量為40wt％的PET/TiO2雜化樹(shù)脂作為母粒，制備2.5wt%納米粒子含量的全消光PET纖維。PET雜化是指具有良好的可紡性和可牽伸性能。對(duì)復(fù)合纖維的機(jī)械性能、結(jié)晶度和取向度進(jìn)行了系

4、統(tǒng)研究。當(dāng)牽伸倍率為4.0時(shí)，PET纖維的拉伸強(qiáng)度高達(dá)3.26 cN/dtex.纖維牽伸3.7時(shí)，TiO2含量為2.5wt%的雜化纖維結(jié)晶度達(dá)55.65%。XRD結(jié)果表明，復(fù)合材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)的生成。其中，納米粒子含量為20%時(shí)纖維出現(xiàn)明顯的衍射峰。
　　其次，采用相同的原位聚合方式將改性TiO2(MTiO2)引入PET樹(shù)脂中。MTiO2在PET基體中的含量分別為10,30,50%。MTiO2的含量對(duì)PET的物理性能、結(jié)晶行為具有顯著

5、影響。DSC結(jié)果表明，隨著MTiO2的填充， PET雜化樹(shù)脂的熔融溫度Tm提升至246.55℃，結(jié)晶溫度提升至177.52℃。當(dāng)納米粒子含量為30wt%時(shí)，樣品的結(jié)晶度最高，Xc為42%。
　　通過(guò)TGA和SEM研究PET–MTiO2納米復(fù)合樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性和斷面形貌。TGA數(shù)據(jù)表明， MTiO2對(duì)PET的熱穩(wěn)定性沒(méi)有影響。SEM圖片表明，納米粒子在PET基體中具有良好的分散性。通過(guò)FTIR表征納米復(fù)合樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)。XRD結(jié)果證明