吸濕性雪佛龍菲利普斯Ryton R-4-200BL PPS共混母粒的制備及性能研究
雪佛龍菲利普斯Ryton R-4-200BL PPS的大分子結(jié)構(gòu)是苯環(huán)在對位上與硫原子相連構(gòu)成,主鍵上含有交互整齊排列的苯環(huán)和硫原子,分子鏈有著很大的剛性及規(guī)整性。PPS為半結(jié)晶性高聚物,具有優(yōu)良的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、阻燃性、耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性及良好的加工性能等,在環(huán)保、電子、機械、汽車、紡織、航空航天等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用 。然而,PPS的大分子結(jié)構(gòu)無吸濕基團,PPS纖維的公定回潮率僅為0.4% ,影響了其服裝的舒適性。要使PPS纖維在服裝上得到應(yīng)用推廣,必須對其進行改性,以提高其吸濕性能。多微孔納米SiO 擁有龐大的比表面積,其表面存在大量的不飽和殘鍵和不同鍵合狀態(tài)的羥基,表現(xiàn)出極大的活性,可以與大氣中的水氣以氫鍵的形式締合。
間苯二甲酸一5-磺酸鈉(5-SSIPA)具有極強水溶性,分子結(jié)構(gòu)式上帶有2個強親水性官能團羧基,還帶有1個陰離子親水基團磺酸基。通過將多微孔納米SiO 及5-SSIPA與PPS混合,利用SiO2表面吸附作用與5-SSIPA的3個強親水性官能團協(xié)同作用可提高PPS的吸濕性能。
雪佛龍菲利普斯Ryton R-4-200BL PPS共混母粒的吸濕性能
添加多微孔納米SiO2,5-SSIPA或SiO /5.SSIPA后,PPS共混母粒的R均有所提高;隨著SiO:含量的增大,共混母粒的吸濕性提高并不顯著,原因在于多微孔納米SiO 雖然比表面積大,吸附作用明顯,含有一定量的羥基,能在一定程度上提高共混母粒的吸濕性,當(dāng)表面羥基的氫鍵締合作用和吸附作用達到飽和狀態(tài)后,母粒的吸濕性提高減弱,且隨著SiO 的提高,團聚現(xiàn)象嚴重,進一步影響整體吸濕性的提高;隨著5-SSIPA含量的增大,PPS共混母粒的吸濕性明顯提高,但其為小分子有機物,單獨過多的添加會使高聚物的流變性能變差;同時加入多微孔納米SiO 與5-SSIPA,共混母粒的吸濕性較單獨添加有較大提高,并且隨添加量的增加,PPS母粒的吸濕性顯著提高,當(dāng)添加的質(zhì)量分數(shù)為9% 時,PPS母粒的 達2.7% 。這是因為SiO 與小分子5-SSIPA相互吸附,與PPS共混后,羧基、磺酸基等極強親水性官能團可以和水很好的結(jié)合,增大與水分子產(chǎn)生氫鍵締合作用,使水氣分子失去熱運動的能力,從而在母粒內(nèi)部依存下來。利用5一SSIPA本身的苯環(huán)結(jié)構(gòu),使得共混高聚物大分子鏈中存在不對稱結(jié)構(gòu),間位結(jié)構(gòu)的引入使得共混高聚物的大分子鏈排列松弛,增大了自由體積,使水氣有條件滲入到母粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部,從而提高了雪佛龍菲利普斯Ryton R-4-200BL PPS共混母粒的吸濕性。
雪佛龍菲利普斯Ryton R-4-200BL PPS母粒的熱性能及結(jié)晶性能
隨著SiO /5.SSIPA含量的增加,PPS共混母粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度( )降低。這是因為添加的SiO:/5.SSIPA在PPS基體中起到了增塑劑的作用,增加了高聚物內(nèi)部的自由體積,體系自由體積增加導(dǎo)致大分子間距離增大,在受熱過程中,大分子鏈段更易運動,導(dǎo)致其降低
玻纖增強雪佛龍菲利普斯Ryton R-4-200BL PPS/Al20 3復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的研究
聚苯硫醚(PPs)具有優(yōu)異的力學(xué)、阻燃、熱穩(wěn)定和尺寸穩(wěn)定性能等,廣泛用作電子元器件的外殼及封裝材料。這些應(yīng)用對材料的導(dǎo)熱性往往要求較高,但PPs本身的導(dǎo)熱系數(shù)較低舊J。通過填充導(dǎo)熱填料可以提高PPs的導(dǎo)熱系數(shù)日J,合適的填料還賦予其優(yōu)異的力學(xué)性能等。具有大比表面積和長徑比的納米材料如石墨烯、碳納米管等在較低用量下就能形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),其導(dǎo)熱逾滲值較低,能明顯提高PPS的導(dǎo)熱系數(shù)。
雪佛龍菲利普斯Ryton R-4-200BL PPS的導(dǎo)熱作用
在炭黑(CB)復(fù)配碳纖維(CF)填充高密度聚乙烯(HDPE)/聚丙烯(PP)體系中,研究者發(fā)現(xiàn)CB選擇性地分布在HDPE中,CF的加人能明顯地提高導(dǎo)熱系數(shù),這種現(xiàn)象被歸結(jié)為纖維的導(dǎo)電橋接作用。導(dǎo)熱填料之間形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)是提高復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)鍵。在PPS/GF/Al:O,導(dǎo)熱填充體系中。GF的作用可以分為兩部分。一方面是其較PPS基體更高的導(dǎo)熱系數(shù)引起體系導(dǎo)熱性能的增加;另一方面是由于其具有較大的長徑比,長度遠大于Al:0,粒子的尺寸,有利于構(gòu)筑三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),促進長程導(dǎo)熱通路的形成,可以在導(dǎo)熱粒子間起到導(dǎo)熱橋接作用,引起導(dǎo)熱系數(shù)增加。導(dǎo)熱系數(shù)是比熱容、密度和熱擴散系數(shù)三者的乘積,為了消除比熱容和密度差異的影響
結(jié)論
1)GF復(fù)配Al:0,填充PPS,當(dāng)GF替代部分Al:0,時,相同填料用量下PPS/GF/Al 20。的導(dǎo)熱系數(shù)明顯低于PPS/Al:O。的導(dǎo)熱系數(shù)。當(dāng)GF替代部分PPS時,相同Al 20,用量下PPS/GF/Al:O。的導(dǎo)熱系數(shù)則高于PPS/AI:O,的導(dǎo)熱系數(shù)。
2)當(dāng)m203用量在40%~50%的范圍內(nèi),PPs/GF/舢:O,復(fù)合體系中m:O,粒子之間的間距適中,GF對燦:0,粒子導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成具有明顯的橋接作用。