PE/石墨/碳纤维增强复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2024-12-11 01:23

　　本文将改性的石墨和碳纤维与氯化镁复合,然后负载四氯化钛活性组分,制备出复合载体型齐格勒-纳塔催化剂,最后经过乙烯原位聚合,制备出含有多维碳材料的聚乙烯复合材料。文中着重考察了不同配比的载体对所得催化剂活性的影响,并深度考察了碳材料的含量对聚乙烯力学性能、热性能及结晶性能的影响。主要研究成果如下：1.利用石墨等碳材料与氯化镁复合制备出的复合载体,经负载四氯化钛活性组分后可以成功得到高活性的复合载体型催化剂,动力学分析中看出碳材料的加入并没有影响齐格勒-纳塔型催化剂的聚合机制。在复合载体型催化剂中,随着碳材料比重的不断增加,催化剂的活性不断下降,当氯化镁的含量为零时,所得催化剂没有任何活性,说明石墨和碳纤维本身并不具备负载活性组分的条件。相同配方下,含有石墨的复合载体型催化剂其活性要高于含有碳纤维的复合载体型催化剂,可以认为石墨相较于碳纤维更有利于活性组分的负载。从SEM中看出,石墨和碳纤维已成功添加到聚乙烯基质中去,聚乙烯分子链在生长过程中开始复制石墨和碳纤维的形貌,并包裹着石墨和聚乙烯。XRD分析中,再次证明石墨和碳纤维已成功添加到聚乙烯基质中去。2.石墨和碳纤维的添加对聚乙烯的性能有很...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 聚烯烃复合材料的制备方法
        1.2.1 溶液混合法
        1.2.2 熔融共混
        1.2.3 原位单体聚合
    1.3 聚烯烃催化剂的概述
        1.3.1 Ziegler-Natter高效催化剂
        1.3.2茂金属催化剂
        1.3.3 后过渡金属催化剂
    1.4 聚烯烃/无机碳材料复合材料的研究与制备
        1.4.1 石墨的结构
        1.4.2 聚烯烃/石墨复合材料的研究与制备
        1.4.3 碳纤维的结构
        1.4.4 聚烯烃/碳纤维复合材料的研究与制备
    1.5 本论文的研究目的及意义
第二章 实验部分
    2.1 实验主要试剂和仪器
    2.2 实验原料的预处理
        2.2.1 氮气的精制
        2.2.2 正己烷的精制
        2.2.3 甲苯溶剂的纯化
        2.2.4 醇的精制
        2.2.5 玻璃仪器和管材的无水无氧处理
    2.3 载体的制备
        2.3.1 氯化镁载体的制备
        2.3.2 复合载体的制备
    2.4 催化剂的制备
        2.4.1 基于氯化镁的载体型催化剂的制备
        2.4.2 基于复合载体的催化剂制备
    2.5 催化剂的聚合评价
        2.5.1 聚合前的准备
        2.5.2 聚合过程
    2.6 聚合物的模压成型
        2.6.1 模压前的准备
        2.6.2 模压工艺流程
    2.7 催化剂及聚合物的表征
        2.7.1 催化剂中Ti含量的测定
        2.7.2 粘均分子量的测定
        2.7.3 SEM分析
        2.7.4 XRD衍射分析
        2.7.5 TGA分析
        2.7.6 DSC分析
        2.7.7 聚合物的力学性能测试
第三章 聚乙烯/石墨/碳纤维复合材料的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 含石墨、碳纤维的复合载体的制备
        3.2.2 含石墨、碳纤维的复合载体型催化剂的制备
        3.2.3 含石墨、碳纤维的聚乙烯复合材料的制备
    3.3 聚乙烯复合材料的动力学曲线分析
    3.4 SEM图谱分析
        3.4.1 碳原料的SEM分析
        3.4.2 催化剂的SEM分析
        3.4.3 聚乙烯的SEM分析
    3.5 XRD分析
        3.5.1 石墨及其复合载体、催化剂、聚合物的XRD分析
        3.5.2 碳纤维及其复合载体、催化剂、聚合物的XRD分析
        3.5.3 石墨和碳纤维复合及其载体、催化剂、聚合物的XRD分析
    3.6 本章小结
第四章 聚乙烯/石墨/碳纤维复合材料的性能研究
    4.1 引言
    4.2 小学性能的研究
        4.2.1 石墨含量对聚乙烯力学性能的影响
        4.2.2 碳纤维含量对聚乙烯力学性能的影响
        4.2.3 石墨和碳纤维的复合含量对聚乙烯力学性能的影响
        4.2.4 PE/石墨、PE/碳纤维、PE/石墨/碳纤维三种复合材料的力学性能分析
    4.3 热稳定性的研究
        4.3.1 石墨含量对聚乙烯热稳定性的影响
        4.3.2 碳纤维含量对聚乙烯热性能的影响
        4.3.3 石墨和碳纤维的复合含量对聚乙烯热性能的影响
    4.4 结晶性的研究
        4.4.1 石墨含量对聚乙烯结晶性能的影响
        4.4.2 碳纤维含量对聚乙烯结晶性能的影响
        4.4.3 石墨和碳纤维的复合含量对聚乙烯结晶性能的影响
        4.4.4 PE/石墨、PE/碳纤维、PE/石墨/碳纤维三种复合材料的结晶性分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的成果



本文编号：4015962