PET-PEEATO纳米复合材料的非等温结晶动力学.pdf

第25卷第11期高分子材料科学与工程Vo1．25，No．11

2009年l1月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGNov．2009

PET．PEE／ATo纳米复合材料的非等温结晶动力学

邓超，邵玮，李春忠
(华东理工大学材料科学与工程学院，超细材料制备与应用教育部重点实验室，上海200237)

摘要：采用无机纳米锑掺杂二氧化锡(ATo)和有机聚醚酯(PEE)协同提高聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的抗静电性能，合
成了聚对苯二甲酸乙二酯聚醚酯／锑掺杂二氧化锡纳米复合材料(PET-PEE／ATO)。使用Ozaw~．方程和Liu—Mo方程研
究了PET-PEE／ATO纳米复合材料的非等温结晶过程。C)zavca方程研究发现，在非等温结晶过程中，PET、PET-PEE、
PET／ATO、PET-PEE／ATO的成核性能依次提高。Liu—Mo方程发现，ATO和PEE的加入分别促进了异相成核作用和加
快了结晶生长，PET—PEE／ATO结晶成核性能最好，结晶速率最快。

关键词：聚对苯二甲酸乙二酯；有机聚醚酯；无机纳米锑掺杂二氧化锡；纳米复合材料；非等温结晶动力学
中国分类号：TB383文献标识码：A文章编号：10007555(20o9)11—010004

芳香族聚酯是半结晶性聚合物材料，结晶结构是上海试剂四厂；磷酸三甲酯(TI)：分析纯，中国医药
其重要的凝聚态结构之一，结晶速率和结晶形态对于(集团)上海化学试剂公司；聚乙二醇6000(PEG)：化
材料的力学性能、热性能和加工性能有很大的影响。学纯，中国医药(集团)上海化学试剂公司；丙二酸
因此研究聚酯的非等温结晶行为具有重要的意义。关(MA)：分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司；甲基苯
于聚酯非等温结晶的研究，多年来已有许多报磺酸()：分析纯，中国医药(集团)上海化学试剂公
道[1-3J。由于聚合物结晶的非等温结晶行为较为复司；抗氧剂1010(antioxidantl010)：分析纯，南京米兰
杂，用于解释结晶的理论及数据处理方法有很多种，这化工有限公司；纳米锑掺杂二氧化锡颗粒(ATO)：采
些理论基本上都是从等温结晶动力学Avrami方程出用化学沉淀法制备【4J，四方晶型，平均粒径20nm，比
发，做出某些修正得到的，应用较多的主要有Jeziorny表面积65m2／g；甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
法[，Ozawa法[】和Liu．Mo法【3I。Jeziomy法直接把
(KH570)：南京曙光化工总厂。
Avrami方程推广于解析非等温结晶，然后进行修正，1．2材料制备
Ozawa法考虑到结晶速率对非等温结晶过程的影响导1．2．1缩聚法制备PET：将TPA、EG在催化剂C。
出非等温结晶动力学模型，Liu．Mo法在Avrami和
(Ac)2和热稳定剂TMP的作用下，在240℃酯化，再
Ozawa方法的基础上，建立了冷却速和结晶时间t
在270℃缩聚，制得PET。
的关系。本文合成了PET、PET-PEE、唧／AT0和
1．2．2共缩聚法制备PET-PEE：先将MA与PEG在
PET-PEE／ATO复合材料，分别使用Ozawa方程和
催化剂TSA、抗氧剂1010的作用下，150℃酯化反应
Liu-Mo方程分析了PET、PET／ATO、PET-PEE和
生成PEE。再将TPA、EG酯化生成对苯二甲酸二乙
PET-PEE／AT0的非等温结晶过程。
酯(BHET)。最后将PEE与BHET共缩聚制得PET—

1实验部分PEE共聚物。
1．2．3原位聚合法制备PET／ATO(j：首先在砂磨机
1．1原料与试剂
对苯二甲酸(TPA)、乙二醇(EG)：工业级，上海石高速剪切作用下，将经KH570表面处理的ATO颗粒
化涤纶研究所提供；乙酸钴(Co(Ac)2)：分析纯，上海分散在EG中。再将TPA、分散有ATO的EG在CO
恒信化学试剂有限公司；三氧化m~(Sb203)：分析纯，(Ac)，和TMP的作用下，先酯化后缩聚，制得PET／

收稿日期：20138．10．14
基金项目：国家自然科学基金资助项目(20706015，50703009)；上海市重点实验室专项基金(07Dz22O16，06D7_22008)；上海市基础研究重
大项目(07DJ14001)
通讯联系人：李春忠，主要从事纳米材料制备与应用、聚合物纳米复合功能材料研究，E-mail：[e-mail]
第l1期邓超等：PET-PEE／ATO纳米复合材料的非等温结晶动力学101

AT0纳米复合材料。2结果与讨论
1．2．4共缩聚法制备PET—PEE／ATO[6J：先将MA与2．1PET、PET-PEE、PET／ATO和PET-PEE／ATO的
ATO颗粒混合，与PEG在TS