导　　师： 罗远芳;贾德民

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 本论文将具有天然纳米管结构的埃洛石纳米管(Halloysite nanobutes, HNTs)应用于热塑性塑料聚氯乙烯(Poly(vinyl chloride), PVC),通过熔融共混和原位聚合两种方法制备了性能优良的PVC/HNTs纳米复合材料,系统深入地研究了纳米复合材料的制备、结构与性能,详细研究了HNTs的表面改性对HNTs与PVC的界面结合和复合材料结构与性能的影响。具体研究工作,主要包括以下五个方面: (1)将未经改性的HNTs应用于PVC,通过熔融混炼法制备PVC/HNTs纳米复合材料。结果表明,未经改性的HNTs能够通过传统的成型加工工艺较为均匀地分散在PVC基体中,对PVC同时产生增韧和增强作用,特别是韧性有大幅度的提高。HNTs中的Si-O与PVC中(CHCl)的α-H之间能够形成界面氢键作用。HNTs的加入明显改变了PVC材料的断面形貌,均匀分散的HNTs导致了基体的塑性变形,呈现出韧性断裂特征。其增韧机理主要是通过形成空穴增韧。 (2)研究了未经改性的HNTs对PVC/HNTs纳米复合材料热性能与阻燃抑烟性能的影响。HNTs的加入能够提高PVC/HNTs纳米复合材料的维卡软化温度和热变形温度。动态热降解动力学研究结果表明,PVC/HNTs纳米复合材料的热分解表观活化能随着HNTs的增加而增加,说明HNTs的加入提高了复合材料的热稳定性。采用锥形量热仪、建材烟密度测试以及氧指数测试评价了材料的阻燃抑烟性能,结果表明, HNTs的加入显著地降低了材料的生烟速率、总烟量和热释放速率峰值,并提高了材料的氧指数值,表现出一定的阻燃抑烟效果。 (3)为了提高HNTs与PVC的界面结合,采用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)对HNTs的表面进行改性,研究了改性HNTs(m-HNTs)对复合材料结构与性能的影响。HNTs的表面改性能够增加HNTs与PVC间的相容性,m-HNTs更加均匀地分散于PVC基体中,并且被很好地包埋在PVC基体中,脱粘的纳米粒子显著减少。m-HNT

关 键 词： 聚氯乙烯 埃洛石纳米管 纳米复合材料 结构 性能

领　　域： [一般工业技术]