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耐热、高韧聚甲醛复合材料的制备及结构与性能研究

2020-12-13阅读(471)

耐热、高韧聚甲醛复合材料的制备及结构与性能研究

论文摘要

聚甲醛(polyoxymethylene, POM)是一种综合性能优良的工程塑料,具有优异的物理和化学性能,良好的力学性能,摩擦磨损性能等；但由于POM在高温下易分解产生甲醛气体,在热氧作用下甲醛会进一步氧化成甲酸,发生“拉链式”解聚；POM对紫外光极其敏感；此外,POM的缺口敏感性大,缺口冲击强度低,韧性差,大大限制了POM的应用。本文选用稳定剂COPA和抗氧剂复配改性POM的热稳定性能和紫外老化性能；选用聚酯弹性体TPEE及聚醚型聚氨酯(TPU)增韧改性POM。主要研究结果如下：1.研究了稳定剂COPA和抗氧剂1010对POM热稳定性和紫外老化性能的影响,对比了紫外老化前后POM结晶性能、热失重、力学性能、熔融指数和流变性能的变化；发现COPA和抗氧剂1010均能细化POM球晶尺寸,提高POM的结晶度,对POM有结晶成核作用；COPA和抗氧剂1010能明显提高POM的热稳定性,减少POM紫外老化后的力学性能损失,POM/COPA/抗氧剂1010的配比为(100/0.5/0.5)时稳定效果较佳。2.研究了弹性体TPEE、TPU含量、并用方式等因素对POM的球晶尺寸、微观结构形态(SEM)、力学性能、热稳定性及流变性能的影响；结果表明：当TPU含量为20%时,POM的缺口冲击强度比纯POM提高了约60%；当TPEE含量为20%时,POM的缺口冲击强度提高了约120%；POM/TPEE/TPU三元共混物的配比为70/5/25时,POM的缺口冲击强度由9KJ/m2增加到24.4KJ/m2,提高了1.7倍。3.研究表明：含量相同时,TPEE的增韧效果优于TPU和TPEE/TPU复配体系。而且弹性体的加入提高了POM的热稳定性和复数粘度。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 聚甲醛的发展现状
  • 1.2 聚甲醛的结构及聚合
  • 1.3 聚甲醛的改性研究进展
  • 1.4 聚甲醛的热稳定改性
  • 1.4.1 聚甲醛的降解机理
  • 1.4.2 聚甲醛的热稳定化改性进展
  • 1.5 聚甲醛的光稳定化改性
  • 1.6 聚甲醛增韧改性
  • 1.6.1 弹性体增韧机理
  • 1.6.2 非弹性体增韧机理
  • 1.7 聚甲醛的填充与增强
  • 1.8 聚甲醛的耐磨性能改性
  • 1.9 聚甲醛的阻燃性能改性
  • 1.10 热塑性聚酯弹性体（TPEE）
  • 1.11 本论文研究的目的、意义和创新点
  • 1.12 本文主要研究内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验原料
  • 2.2 实验设备
  • 2.3 共混物的制备
  • 2.3.1 POM/COPA共混物制备
  • 2.3.2 POM/抗氧剂1010共混物制备
  • 2.3.3 POM/COPA/抗氧剂1010共混物制备
  • 2.3.4 POM/弹性体共混物的制备
  • 2.3.5 POM/TPEE/TPU共混物的制备
  • 2.4 注塑成型
  • 2.5 测试与表征
  • 2.5.1 结晶性能分析
  • 2.5.2 紫外老化性能
  • 2.5.3 热性能分析
  • 2.5.4 力学性能测试
  • 2.5.5 流变性能测试
  • 第三章 聚甲醛的热稳定性能研究
  • 3.1 POM/COPA共混体系
  • 3.1.1 偏光显微镜分析
  • 3.1.2 扫描电镜分析
  • 3.1.3 力学性能测试
  • 3.1.4 POM/COPA共混物的流变性能
  • 3.2 POM/抗氧剂1010的共混体系
  • 3.2.1 偏光显微镜分析
  • 3.2.2 热失重分析
  • 3.2.3 力学性能分析
  • 3.2.4 流变性能分析
  • 3.3 POM/COPA/抗氧剂1010共混体系研究
  • 3.3.1 偏光显微镜分析
  • 3.3.2 （非等温结晶）DSC分析
  • 3.3.3 力学性能分析
  • 3.3.4 熔融指数（MI）分析
  • 3.3.5 TG分析
  • 3.3.6 流变性能分析
  • 本章小结
  • 第四章 聚甲醛的增韧研究
  • 4.1 POM/TPU共混体系研究
  • 4.1.1 POM/TPU共混物的偏光显微镜分析
  • 4.1.2 POM/TPU共混物的扫描电镜分析
  • 4.1.3 POM/TPU共混物的力学性能
  • 4.1.4 POM/TPU共混物的TG分析
  • 4.1.5 POM/TPU共混物的流变行为
  • 4.2 POM/TPEE共混体系研究
  • 4.2.1 POM/TPEE共混物的偏光显微镜分析
  • 4.2.2 POM/TPEE共混物的扫描电镜分析
  • 4.2.3 POM/TPEE共混物的力学性能
  • 4.2.4 POM/TPEE共混物的TG分析
  • 4.2.5 POM/TPEE共混物的流变性能
  • 4.2.6 TPU、TPEE改性POM的力学性能比较
  • 4.3 POM/TPEE/TPU三元共混体系研究
  • 4.3.1 偏光显微镜分析
  • 4.3.2 扫描电镜分析
  • 4.3.3 力学性能
  • 4.3.4 TG分析
  • 4.3.5 流变性能
  • 4.3.6 红外光谱分析
  • 本章小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究成果及发表的论文
  • 作者和导师简介
  • 附录

    • 相关论文文献

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