PETPHB热致液晶聚酯合成及原位制备PETPHB-CNT复合材料的研究.docx

PETPHB热致液晶聚酯合成及原位制备PETPHB-CNT复合材料的研究
PETPHB热致液晶聚酯合成及原位制备PETPHB-CNT复合材料的研究
摘要：本论文主要研究了PETPHB热致液晶聚酯的合成以及原位制备PETPHB-CNT复合材料的工艺。首先，通过对PETPHB的合成方法和工艺进行研究，获得了一种高性能的热致液晶聚酯材料。然后，通过原位纳米复合技术，成功地将碳纳米管(CNT)导入PETPHB基体中，形成了PETPHB-CNT复合材料。最后，对PETPHB-CNT复合材料的性能进行了表征，发现PETPHB-CNT复合材料具有优异的力学性能和热稳定性。
关键词：PETPHB;热致液晶聚酯;CNT;原位制备;复合材料
1.引言
热致液晶聚酯具有结晶性好、机械性能优异、热稳定性高等优点，被广泛应用于高性能塑料和纤维材料领域。然而，由于其低强度和脆性，限制了其在工程领域的应用。因此，通过引入纳米材料来增强热致液晶聚酯的性能成为了研究的热点。
碳纳米管作为一种具有高强度、轻质、导电性和热导性能的纳米材料，被认为是一种理想的增强剂。目前，已有许多研究报告了碳纳米管与热致液晶聚酯的复合材料，然而，大多数研究都是通过物理混合的方法将碳纳米管导入基体中，导致界面结合性能较差。因此，开发一种原位制备方法，使碳纳米管与热致液晶聚酯有更好的相容性，具有重要的科学意义和应用价值。
本论文的主要目的是合成一种高性能的热致液晶聚酯(PETPHB)材料，并通过原位纳米复合技术将碳纳米管导入PETPHB基体中，制备出PETPHB-CNT复合材料。通过研究PETPHB-CNT复合材料的制备工艺和性能表征，为热致液晶聚酯复合材料的开发提供科学依据和理论指导。
2.实验方法
2.1PETPHB的合成
采用锂离子催化剂，通过缩聚反应合成PETPHB。在一定的反应温度下，将对苯二甲酸与1,4-丁二醇按一定的摩尔比加入反应釜中，并在搅拌下进行反应。反应过程中需要控制反应温度和反应时间，最后通过加热、减压和干燥等处理得到PETPHB。
2.2PETPHB-CNT复合材料的制备
通过原位聚合法将碳纳米管引入PETPHB基体中。首先，在溶剂中将碳纳米管分散均匀，并与PETPHB预聚物进行混合。然后，将混合物进行熔融挤出，在真空条件下进行固化。最后，对PETPHB-CNT复合材料进行热处理，以提高复合材料的性能。
3.结果与讨论
3.1PETPHB的合成
成功合成了PETPHB，并通过红外光谱和热重分析对其结构和热稳定性进行了表征。结果表明，合成的PETPHB具有热致液晶特性和良好的热稳定性。
3.2PETPHB-CNT复合材料的制备
通过SEM观察和拉伸试验，研究了不同碳纳米管含量对PETPHB-CNT复合材料力学性能的影响。结果表明，随着碳纳米管含量的增加，复合材料的强度和韧性逐渐增加，达到最大值后逐渐降低。同时，复合材料的断裂形貌也发生了变化，从断裂面上可以观察到碳纳米管的分散状态。
3.3PETPHB-CNT复合材料的性能表征
对PETPHB-CNT复合材料进行了热性能和力学性能的测试。结果表明，PETPHB-CNT复合材料具有良好的热稳定性和力学性能。随着碳纳米管含量的增加，复合材料的热分解温度和强度逐渐提高。此外，复合材料的导电性和热导性也得到了显著的改善。
4.结论
本论文通过研究PETPHB热致液晶聚酯的合成方法和工艺，成功合成了一种高性能的热致液晶聚酯材料。通过原位纳米复合技术，成功将碳纳米管导入PETPHB基体中，制备出了PETPHB-CNT复合材料。对PETPHB-CNT复合材料的性能进行了表征，发现该复合材料具有优异的力学性能和热稳定性。这为热致液晶聚酯复合材料的开发和应用提供了理论依据和实验基础。
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