聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料热稳定性及结晶行为研究

发布时间：2021-02-13 23:53

　　聚丙烯（PP）用途广泛,是五大通用塑料之一,它具有价格低廉、成型性好、耐腐蚀和综合性能好等优点而被广泛应用于化工、机械和汽车等行业。但聚丙烯强度不高、热稳定性差、易燃烧且燃烧时发热量大容易引起火灾,这些缺点限制了PP在化工设备中的进一步推广,也给实际生活带来很大不便。碳纳米管（CNTs）具有力学性能好、热稳定性高、弹性模量大和比表面积大等优异的性能,同时它与高聚物有相似的结构,利用碳纳米管来改性聚合物具有巨大的应用前景和重要的理论意义。为了改善PP的热稳定性和阻燃性,本课题选用三种不同规格的多壁碳纳米管（MWNTs）与PP按一定配比通过熔融共混法制备了三个PP/多壁碳纳米管复合材料体系,主要研究三个聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料体系的热稳定性和非等温结晶行为,探讨加入不同尺寸和不同含量的MWNTs后对PP基体热稳定性和非等温结晶行为的影响。热重分析结果显示:加入少量的MWNTs能够显著提高复合材料的热稳定性,随着MWNTs含量增加,PP/MWNTs复合材料的热分解温度先增大后减小,在MWNTs的含量为4wt%时到达最大;MWNTs的长径比越大,PP/MWNTs复合材料热分解温度越高;随着... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 聚丙烯简介
    1.2 碳纳米管简介
        1.2.1 碳纳米管的结构
        1.2.2 碳纳米管的性能
        1.2.3 碳纳米管的应用
    1.3 聚丙烯的改性
        1.3.1 化学改性
        1.3.2 物理改性
    1.4 PP/CNTs复合材料的制备方法
        1.4.1 熔融共混法
        1.4.2 原位聚合法
        1.4.3 溶液共混法
    1.5 PP/CNTs复合材料的性能研究
        1.5.1 机械力学性能
        1.5.2 电学性能
        1.5.3 热稳定性和结晶行为
    1.6 研究背景、意义、内容及方法
        1.6.1 研究背景与意义
        1.6.2 研究方法与内容
    1.7 本章小结
第二章 实验与测试
    2.1 主要原料
        2.1.1 基体
        2.1.2 填料
        2.1.3 复合材料配方
    2.2 主要设备和仪器
    2.3 试样制备与技术路线
        2.3.1 试样制备
        2.3.2 技术路线
    2.4 测试仪器与方法
        2.4.1 扫描电子显微镜（SEM）
        2.4.2 热重法（TG）
        2.4.3 差示扫描量热法（DSC）
    2.5 本章小结
第三章 PP/MWNTs复合材料的热稳定性
    3.1 TG测试
    3.2 热失重曲线
        3.2.1 TG曲线
        3.2.2 DTG曲线
    3.3 热分解温度
        3.3.1 MWNTs含量对热分解温度的影响
        3.3.2 MWNTs尺寸对热分解温度的影响
    3.4 分解速率
        3.4.1 MWNTs含量对分解速率的影响
        3.4.2 MWNTs尺寸对分解速率的影响
    3.5 残炭率
    3.6 本章小结
第四章 PP/MWNTs复合材料的热分解动力学
    4.1 热分析动力学
        4.1.1 基本理论
        4.1.2 单升温速率法
        4.1.3 多升温速率法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 TG测试
        4.2.2 TG和DTG曲线
        4.2.3 基于Kissinger法的热动力学分析
        4.2.4 基于FWO法的热动力学分析
        4.2.5 机理推测
    4.3 本章小结
第五章 PP/MWNTs复合材料的非等温结晶行为
    5.1 DSC测试
    5.2 熔融曲线
    5.3 结晶曲线
o）和结晶峰温（T_p）">    5.4 结晶起始温度（T_o）和结晶峰温（T_p）
o和T_p的影响">        5.4.1 MWNTs含量对T_o和T_p的影响
o和T_p的影响">        5.4.2 MWNTs尺寸对T_o和T_p的影响
c）">    5.5 结晶度（X_c）
    5.6 本章小结
第六章 PP/MWNTs复合材料的非等温结晶动力学
    6.1 DSC测试
    6.2 降温速率对结晶曲线的影响
    6.3 非等温结晶动力学
        6.3.1 Jeziorny法
        6.3.2 Ozawa法
        6.3.3 莫志深法
        6.3.4 Kissinger法
    6.4 本章小结
结论与建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见


【参考文献】：
期刊论文
[1]多壁碳纳米管含量对PP/多壁碳纳米管复合材料热稳定性和结晶的影响[J]. 周团元,梁基照.  塑料工业. 2015(11)
[2]碳纳米管/高分子阻燃复合材料研究进展[J]. 王东卫,赵强,张潇娴,杨丹娜,李赛.  化工新型材料. 2012(07)
[3]多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料的结晶行为[J]. 李明轩,彭雄厚,邹华维,刘鹏波.  复合材料学报. 2012(04)
[4]一种非等温结晶动力学研究方法在聚丙烯中的应用[J]. 戈明亮.  塑料科技. 2011(12)
[5]聚苯硫醚/羟基改性多壁碳纳米管复合材料等温结晶动力学的研究[J]. 江盛玲,张志远,谷晓昱.  塑料工业. 2011(S1)
[6]PP/MWNTs和PP/OMMT复合材料的热降解动力学研究[J]. 吴唯,栾立醒,浦伟光,何三雄,陈玉洁.  中国塑料. 2011(01)
[7]PP/碳纳米管复合材料的制备及电性能[J]. 王俊,王平华,唐龙祥,邱志国,张奎,屈龙,范宝林,张建堂.  高分子材料科学与工程. 2011(01)
[8]纳米SiO2/聚丙烯复合材料研究[J]. 周红军,刘海其,李维达,邝维.  仲恺农业工程学院学报. 2010(02)
[9]聚丙烯的改性研究进展[J]. 刘俊,李江平.  广东化工. 2010(01)
[10]聚丙烯/水滑石纳米复合材料的热稳定性[J]. 施燕琴,钟明强,陈枫,杨晋涛,武艳辉.  材料科学与工程学报. 2009(06)

博士论文
[1]枞酸热力学特性及其热分解动力学[D]. 农韦健.广西大学 2012

硕士论文
[1]环保高效阻燃聚丙烯复合材料性能及其表征的研究[D]. 冯金清.华南理工大学 2013



本文编号：3032776