镧铈在聚丙烯中的应用研究

镧铈在聚丙烯中的应用研究

论文摘要

稀土配合物/聚合物复合材料是一类具有广泛应用前景的新兴无机/聚合物材料。由于稀土自身的具有独特的化学性质和物理性质,以及在光学领域取得的成就,受到人们越来越多的关注。本实验制备两种稀土配合物。一种是用对-苯二甲酸铵和邻菲罗啉与氯化铈和氯化镧在无水乙醇溶液中反应,合成了稀土配合物;另一种是氢氧化镧与苯甲酸以不同的配比采用熔融法制备出两种稀土配合物。本课题将稀土配合物以简单掺杂的方法添加到聚丙烯中,用以对聚丙烯的共混改性。将稀土配合物添加到聚丙烯中,共混比例为2%-6%,研究了共混后共混物的光学性能、流变性能、聚集态结构以及聚丙烯纤维的染色性能和力学性能。实验结果表明,稀土配合物与PP的共混物为假塑性流体,其表观粘度随剪切速率的增大而减小,原料配比小的稀土配合物含量为6%时,表观粘度下降幅度最大。表观粘度随温度的增加而减小,随稀土配合物含量的增加而减小,共混物流变性能得到改善。两种稀土配合物的粘流活化能E能达到58.60KJ·mol-1和56.85KJ·mol-1,并且随稀土配合物含量的增加而变大。原料配比小的稀土配合物的流动性好。并且,稀土配合物的加入改善了聚丙烯纤维的染色性,上染率达70%。而稀土配合物/聚合物复合材料在荧光性能上有显著的表现,可应用在光转换膜、生物荧光探针和DNA分子中元素追踪等方面,有广泛的应用前景。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 第二章 文献综述
  • 2.1 概述
  • 2.2 稀土高分子复合材料
  • 2.2.1 稀土离子的发光原理
  • 2.2.2 稀土离子的荧光强度
  • 2.2.2.1 稀土离子的荧光强度
  • 2.2.2.2 增强稀土配合物荧光强度的途径
  • 2.2.3 稀土/高分子复合材料的研究
  • 2.3 稀土配合物与聚合物的复合
  • 2.3.1 高分子材料的光学功能性
  • 2.3.2 稀土配合物/高分子复合材料的基本性能
  • 2.3.2.1 密度
  • 2.3.2.2 机械性能
  • 2.3.3 稀土配合物与聚合物材料的复合状况
  • 2.4 稀土高分子复合材料的制备方法
  • 2.4.1 掺杂型稀土高分子
  • 2.4.2 键合型稀土高分子
  • 2.4.2.1 原位复合法
  • 2.4.2.2 离子交换法
  • 2.4.2.3 聚合法
  • 2.4.3 反应加工法制备稀土高分子
  • 2.5 稀土聚合物的应用
  • 2.5.1 光学材料
  • 2.5.2 磁性材料
  • 2.5.3 储氢材料
  • 2.5.4 导电材料
  • 2.5.5 催化剂
  • 2.5.6 在分析上应用
  • 2.6 本论文选题的意义和设计思路
  • 第三章 实验部分
  • 3.1 原料与仪器
  • 3.2 稀土氧化物的处理
  • 3.2.1 氯化镧的制备
  • 3.2.1.1 含结晶水氯化镧的制备
  • 3.2.1.2 无水氯化镧的制备
  • 3.2.2 氢氧化镧的制备
  • 3.3 稀土配合物的合成
  • 3.3.1 稀土配合物的制备
  • 3.3.2 稀土配合物的制备
  • 3.3.2.1 配合物溶液的制备
  • 3.3.2.2 稀土配合物的合成
  • 3.4 共混物的制备及表征
  • 3.4.1 稀土配合物与聚丙烯(PP)的共混物
  • 3.4.2 稀土/PP 共混物的表征
  • 3.4.2.1 热性能的测试
  • 3.4.2.2 流变性能的测试
  • 3.4.2.3 聚集态结构的测试
  • 3.5 稀土/PP 共混纤维的制备及表征
  • 3.5.1 共混纤维的制备
  • 3.5.2 共混纤维的表征
  • 3.5.2.1 染色性能的表征
  • 3.5.2.2 力学性能的测试
  • 3.5.2.3 光性能的测试
  • 3.6 计算公式
  • 第四章 结果与讨论
  • 4.1 稀土配合物光学性能的分析
  • 4.1.1 稀土发光离子加入量对稀土配合物光学性能的影响
  • 4.1.1.1 稀土配合物合成表征
  • 4.1.1.2 稀土发光离子加入量对光学性能的影响
  • 4.1.2 原料配比对稀土配合物光学性能的影响
  • 4.2 稀土配合物/聚丙烯(PP)材料的基本性能
  • 4.2.1 稀土配合物对聚丙烯热学性质的影响
  • 4.2.2 稀土配合物对聚丙烯流变性质的影响
  • 4.2.2.1 同一温度不同组分下剪切速率γw对表观粘度ηa的影响
  • 4.2.2.2 稀土配合物添加量对非牛顿流动指数 n 的影响
  • 4.2.2.3 相同剪切应力不同稀土配合物含量时温度对表观粘度 a的影响
  • 4.2.2.4 相同剪切应力不同稀土配合物含量时温度对表观粘度 a的影响
  • 4.2.3 稀土配合物对聚丙烯聚集态结构的影响
  • 4.2.4 稀土配合物对聚丙烯纤维染色性能的影响
  • 4.2.4.1 稀土配合物的含量对改性聚丙烯纤维染色性能的影响
  • 4.2.4.2 不同种类的染料对改性聚丙烯纤维染色性能的影响
  • 4.2.5 稀土配合物对聚丙烯纤维力学性能的影响
  • 4.2.6 稀土配合物对聚丙烯纤维光性能的影响
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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