附生结晶增强聚乙烯/石墨烯复合材料力学性能的机理研究

发布时间：2021-10-06 21:25

　　聚合物纳米复合材料是以聚合物材料为基体材料、通过加入纳米材料制备得到的复合材料,是制备高性能聚合物的有效途径。在聚合物纳米复合材料的制备过程中,纳米材料与聚合物基体间的界面相互作用不仅对纳米材料的分散效果产生影响,而且对复合材料的最终性能也产生重要影响。本文选用分子链结构相近的两种聚合物基体,通过加入无机纳米材料来研究空间限制作用和附生结晶作用对聚合物基体力学性能的影响。首先研究了无附生结晶情况下二维（2D）纳米材料氧化还原石墨烯（RGO）与等规聚丙烯（iPP）之间的空间限制作用对iPP结晶性能与力学性能的影响。在此基础上进一步研究了RGO与高密度聚乙烯（HDPE）间的空间限制作用和附生结晶双重作用下对聚合物基体结构和力学性能的影响。为了更好地理解HDPE/RGO纳米复合材料力学性能增强作用下RGO对样条不同部位的影响,研究了注塑样条从边缘到中心更微观结构的变化。在以上的基础上原位研究了HDPE/RGO纳米复合材料在拉伸过程中的结构演变,重点分析了附生结晶增强HDPE/RGO纳米复合材料力学性能的机理。采用示差量热扫描仪（DSC）、广角X射线衍射（WAXD）、小角X射线散射（SAXS）... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

上海光源同步辐射BL16B1线站SAXS装置图

.2.1 iPP/RGO 纳米复合材料的结晶行为结晶聚合物的结晶行为会对材料的宏观力学性能产生很大的影响，我们研究 2D 层状纳米材料 RGO 对 iPP 基体非等温结晶性能的影响，进而研究 RGO 对合物基体结晶性能的影响。图 2-1a 是纯 iPP 及其不同 RGO 含量的纳米复合材的 DSC 升温曲线，根据公式（1）可以计算出纯 iPP 的结晶度是 33.7%，当GO 含量从 0.1 增至 0.5、1.0 wt%时，iPP 的结晶度分别为 38.2%、39.3%和9.9%，这说明 RGO 的加入对 iPP 的结晶有增强作用。从 DSC 的降温曲线（图-1b）可以看出纯 iPP 基体的结晶温度约为 117.7 ℃，少量 RGO 的加入就可以著提升 iPP 基体的结晶性能。例如当加入 0.1 wt%的 RGO 后，iPP 基体的结温度提升到 119.8 ℃，而且随着 RGO 含量的增加，iPP 基体的结晶温度逐渐升，当 RGO 含量为 1.0 wt%时，iPP 的结晶温度达到了 123.8 ℃，比纯 iPP 基的结晶温度高 6.1 ℃。这个结果与图 2-1a 表明的结晶度结果一致，RGO 的加可以作为异相成核剂促进 iPP 基体的结晶。

其不同 RGO 含量纳米复合材料的一维（1D）rves of neat iPP and iPP/RGO nanocomposites with var纯 iPP 及 iPP/RGO 纳米复合材料的取向度360°衍射强度随方位角的变化，从图 3.4a 显的衍射峰出现，这表示纯 iPP 晶体在基体生明显的排列。对于 iPP/RGO 纳米复合材料90°和 270°出现两个强度峰并且随着 RGO 计算得到的纯 iPP 及其纳米复合材料的 Her此可以定量的表征 iPP 样条中晶区取向程度料的晶体取向都普遍偏低，但是，随着 R由纯的 iPP 的 0.034 增至 0.042、0.068 和以促进 iPP 片晶的取向。 iPP 的微观结构，图 3.5 是纯 iPP 及其纳米


本文编号：3420772