纳米二氧化铈对PP纤维的抗辐射改性研究

论文摘要

本论文采用纳米二氧化铈对聚丙烯(PP)进行改性研究。由于纳米二氧化铈存在严重的团聚问题,这样对聚丙烯的熔融纺丝流程造成很大影响,所以本论文首先采用讨论了不同的分散剂对纳米二氧化铈的表面改性,通过扫描电镜(SEM)表征,确定最佳的分散剂为十二烷基磺酸钠/聚乙二醇的水相溶液,以及最佳分散效果的分散剂体系内两种组分与纳米二氧化铈的质量比分别为0.8%和0.3%。将不同配比的纳米二氧化铈和聚丙烯在反应釜中混合均匀,挤出造粒,熔融纺丝。通过对改性纤维的各种测试,得出纳米二氧化铈在纤维中的含量对纤维力学及对紫外线吸收性能的影响,从而找出了最佳条件:纤维中纳米二氧化铈的含量为1wt%。按此配比纺制的改性PP纤维比纯PP纤维断裂强度增加31.49%,初始模量增加34.45%,抗紫外吸收性能显著增加。本论文测试了改性聚丙烯纤维的结晶度、晶粒尺寸、结晶速率的测试,并且通过扫描电子显微镜观察了分散情况,探讨了改性机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 聚丙烯纤维的性能
• 1.2 纳米科学及纳米粒子
• 1.2.1 纳米科学
• 1.2.2 纳米粒子
• 1.2.3 纳米材料的表征
• 1.3 二氧化铈简介
• 1.3.1 二氧化铈的资源状况
• 1.3.2 纳米二氧化铈的特点
• 1.3.3 纳米二氧化铈的应用
• 1.4 纳米二氧化铈表面改性
• 1.4.1 纳米粒子团聚的原因
• 1.4.2 纳米二氧化铈表面改性目的
• 1.4.3 纳米二氧化铈超细微粉的表面改性技术
• 1.4.4 表面处理作用的评价方法
• 1.5 聚合物/纳米二氧化铈复合物的相关性质
• 1.6 纳米改性制备功能性化学纤维
• 1.7 选题依据与研究内容
• 1.7.1 选题目的和意义
• 1.7.2 本论文的研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 药品及设备
• 2.1.1 原料药品
• 2.1.2 仪器设备
• 2.2 纳米二氧化铈粒子的扫描电子显微镜观察
• 2.3 改性纤维的制备
• 2.3.1 纳米二氧化铈的表面处理
• 2.3.2 PP/纳米二氧化铈母粒的制备
• 2.3.3 PP/纳米二氧化铈改性纤维的制备
• 2.4 结构和性能测试
• 2.4.1 纤维力学性能测试
• 2.4.2 结晶度的测定
• 2.4.3 抗紫外性能的测定
• 2.4.4 晶粒尺寸测定（X 射线衍射法）
• 2.4.5 纤维截面的显微镜下观察
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 工艺的选择
• 3.1.1 纳米二氧化铈的分散处理对纤维力学性质的影响
• 3.1.2 分散剂的配比及类型选择
• 3.1.3 纤维中纳米二氧化铈含量的选择
• 3.2 结构与性能
• 3.2.1 结晶度
• 3.2.2 晶粒尺寸
• 3.2.3 抗紫外性能
• 3.2.4 对改性纤维的扫描电子显微镜观察
• 3.3 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢