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纳米材料改善PP-R树脂性能研究

2020-11-23阅读(761)

纳米材料改善PP-R树脂性能研究

论文摘要

PP-R管材具有出色的耐高压、耐高低温性能，是目前国际管材发展史上最新发展起来的一种建筑用管材，特别是在供水管的应用上已超过了铝塑复合管。PP-R树脂是生产PP-R管材的主要原料，具有较好的耐热性，其维卡软化温度为131.5℃，最高工作温度可达95℃，长期（50年1.0Mpa下）使用温度一般可达70℃，能够完全满足一般条件下的输水要求。但是PP-R树脂高温（95℃时）热膨胀较大，其线膨胀系数在1.5×10-4以上，在某些特殊情况下（如冬天北方地区的热水、暖气等的输送），当输送介质的温度超过100℃时，就会产生形变，甚至管道破裂现象。此外，PP-R材料的抗菌性能较弱，也是一个缺点。 纳米粒子是一种奇异的新型超细固体材料。由于纳米粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通粒子所不具有的特殊效应。纳米粒子与PP-R树脂的有机结合，不但可有效增强树脂性能，如强度、韧性等，而且可以起到有效的灭菌作用。因此，研究采用超微粒子改善PP-R树脂性能，特别是力学性能、耐热性能和抗菌性能，使材料满足温度超过100℃介质的输送和环境保护的要求，是当前材料与环境协调研究领域内的前沿课题，具有十分显著的经济效益和社会效益。 本研究针对PP-R树脂应用过程中耐热、抗菌等性能不足等缺点，分别以纳米CaCO3、纳米TiO2、ZnO晶须和ZnO晶须／纳米TiO2复合粒子为添加剂来改善其性能。文章系统论述了纳米粒子的改性机理、工艺条件，以及改性后的纳米粒子对PP-R树脂耐热性性能、力学性能以及抗菌性等的影响，通过扫描电镜观察了材料的断面以及粒子在基体中的分散状况。取得了以下主要研究成果： 1、分别对能够有效改善塑料性能的纳米TiO2、纳米CaCO3和氧化锌

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 概述
  • 1.1 引言
  • 1.2 纳米塑料
  • 1.2.1 纳米塑料的基本概念
  • 1.2.2 纳米塑料的制备
  • 1.2.3 纳米塑料的性能
  • 1.3 纳米材料改善PP-R树脂性能的重要意义
  • 1.4 本论文的主要研究内容
  • 1.4.1 主要研究内容
  • 1.4.2 研究方案
  • 1.4.3 特色与创新之处
  • 参考文献
  • 第二章 PP-R树脂改性研究现状
  • 2.1 PP-R材料性能
  • 2.1.1 聚丙烯材料的特点
  • 2.1.2 聚丙烯管材的性能和优点
  • 2.1.3 PP-R管材与其他冷热水用塑料管材的比较
  • 2.2 冷热水用聚丙烯管材及其专用树脂发展现状
  • 2.2.1 冷热水用聚丙烯管材的发展现状
  • 2.2.2 冷热水用聚丙烯管材专用树脂发展现状
  • 2.3 国内外PP-R树脂改性研究的现状
  • 2.3.1 纳米技术改性PP管材料
  • 2.3.2 复合技术改性PP树脂
  • 2.3.3 聚乙烯（PE）改性PP管材料
  • 2.4 小结
  • 参考文献
  • 第三章 纳米粒子及其表面改性处理研究现状
  • 3.1 纳米粒子的基本特性
  • 3.1.1 电子能级的不连续性和量子尺寸效应
  • 3.1.2 小尺寸效应
  • 3.1.3 表面效应
  • 3.1.4 宏观量子隧道效应
  • 3.2 纳米粒子的表面改性处理
  • 3.2.1 表面纳米技术在制备纳米复合材料的重要意义
  • 3.2.2 纳米粒子表面改性的机理
  • 3.2.3 纳米粒子的表面改性剂
  • 3.2.4 纳米粒子改性方法
  • 3.3 改性纳米粒子的应用
  • 3.3.1 在塑料中的应用
  • 3.3.2 在复合阻燃材料中的应用
  • 3.3.3 在复合催化剂中的应用
  • 3.3.4 在润滑领域中的应用
  • 3.3.5 在复合涂料中的应用
  • 3.3.6 在橡胶中的应用
  • 3.4 小结
  • 参考文献
  • 第四章 纳米粒子表面改性研究
  • 4.1 引言
  • 3粒子表面改性'>4.2 纳米CaCO3粒子表面改性
  • 4.2.1 实验
  • 4.2.2 实验结果与讨论
  • 2粒子表面改性'>4.3 纳米TiO2粒子表面改性
  • 4.3.1 表面包覆改性原理
  • 2结构和性能'>4.3.2 纳米TiO2结构和性能
  • 4.3.3 实验
  • 4.3.4 实验结果与讨论
  • 4.4 纳米氧化锌晶须的改性
  • 4.4.1 氧化锌晶须的性能
  • 4.4.2 实验
  • 4.4.3 实验结果
  • 4.4 小结
  • 参考文献
  • 2粒子改善PP-R树脂性能研究'>第五章 改性纳米TiO2粒子改善PP-R树脂性能研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验部分
  • 5.2.1 原材料
  • 5.2.2 实验设备
  • 5.2.3 粒子表面处理与样品制备
  • 5.2.4 材料性能测试
  • 5.3 实验结果与讨论
  • 2用量对PP-R树脂性能的影响'>5.3.1 TiO2用量对PP-R树脂性能的影响
  • 5.3.2 PP-R树脂断面形貌
  • 5.3.3 改性PP-R树脂抗菌性实验
  • 5.4 小结
  • 参考文献
  • 第六章 改性氧化锌晶须改善PP-R性能研究
  • 6.1 引言
  • 6.2 实验部分
  • 6.2.1 实验原材料
  • 6.2.2 实验设备
  • 6.2.3 晶须表面处理与样品制备
  • 6.2.4 材料性能测试
  • 6.3 实验结果与讨论
  • 6.3.1 晶须用量对PP-R树脂性能的影响
  • 6.3.2 PP-R树脂断面形貌及晶须在基体中的分散性
  • 6.3.3 改性PP-R树脂的抗菌性实验
  • 6.4 小结
  • 参考文献
  • 3改善PP-R树脂性能研究'>第七章 改性纳米CaCO3改善PP-R树脂性能研究
  • 7.1 引言
  • 7.2 实验研究
  • 7.2.1 主要原材料
  • 7.2.2 实验设备
  • 3粒子表面改性处理与样品制备'>7.2.3 纳米CaCO3粒子表面改性处理与样品制备
  • 7.2.4 性能及结构表征
  • 7.3 实验结果与讨论
  • 3用量对PP-R树脂性能的影响'>7.3.1 纳米CaCO3用量对PP-R树脂性能的影响
  • 7.3.2 改性PP-R树脂断面形貌
  • 7.3.3 树脂的抗菌性实验
  • 7.4 小结
  • 参考文献
  • 第八章 几种不同纳米粒子改善PP-R树脂性能比较
  • 8.1 引言
  • 8.2 实验部分
  • 8.2.1 实验原材料
  • 8.2.2 实验设备
  • 8.2.3 样品制备
  • 8.2.4 性能及结构表征
  • 8.3 实验结果与讨论
  • 8.3.1 填料种类对PP-R树脂物理性能的影响
  • 8.3.2 填料种类与用量对PP-R树脂断裂伸长率的影响
  • 8.3.3 填料用量、种类对PP-R树脂热变形温度的影响
  • 8.3.4 PP-R材料断面形貌及晶须在基体中的分散性
  • 8.3.5 材料的抗菌性实验
  • 8.4 结论
  • 参考文献
  • 2复合粒子改善PP-R树脂性能研究'>第九章 ZnO晶须／锐钛型纳米TiO2复合粒子改善PP-R树脂性能研究
  • 9.1 引言
  • 9.2 试验研究
  • 9.2.1 试验原材料
  • 9.2.2 实验设备
  • 9.2.3 样品制备
  • 9.2.4 性能及结构表征
  • 9.3 实验结果与讨论
  • 9.3.1 晶须用量对PP-R树脂性能的影响
  • 2用量对PP-R树脂性能的影响'>9.3.2 纳米TiO2用量对PP-R树脂性能的影响
  • 9.3.3 添加剂对树脂结晶过程的影响
  • 9.3.4 材料的抗菌性实验
  • 9.4 小结
  • 参考文献
  • 第十章 总结
  • 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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