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理论与研究 马调调·聚丁二酸丁二醇酯 / 改性钛酸钾晶须复合材料力学性能研究

2.4 复合材料热重曲线
图 5 为 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料的热重分析曲
线，由图 5 可看出，在同一温度下，随着 PTW 含量
的不断增加，热失重率在逐渐减少。从表 4 中可以看
出纯的 PBS 在 350℃左右开始出现热分解，随着 PTW
含量的增加，复合材料的热分解开始温度也逐渐增加。
可得出添加不同量晶须的复合材料与纯 PBS 相比，复
合材料的熔点以及分解温度都提高了。

图 3 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料弯曲模量

图 5 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料的 TG 图

由表 4 可得出每组复合材料在热失重率为 5%、
50%（质量分数）以及热分解速率最大时，所需要的
温度都在随晶须含量增加而逐渐增加。虽然钛酸钾晶
须的添加提高了复合材料的热分解温度，但聚合物的
图 4 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料弯曲强度
温度偏差并不大，主要由于 PBS 聚酯在受热过程中首
2.3 复合材料硬度 先是酯键断裂释放小分子，然后 PBS 主链完全断裂。
表 3 为 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料的硬度测试数 晶须本身为无机材料，不易分解，同时晶须的加入能
据，由表可得出 ：随着 PTW 的加入，PBS 复合材料 够在一定程度上抑制了受热之后 PBS 的链段运动，从
的硬度值出现了略微下降的趋势。尤其是当 PTW 的 而提高了复合材料的热分解温度 [29~30] 。并且这种抑制
含量超过 20% 时，下降趋势表现明显。这是因为当晶 作用随晶须含量增加而增强，所以温度也在不断提高。
须的含量比较少的时候，PBS 基体材料是承受外力的 当温度达到 700℃时，可明显看出随着晶须填充量的
主体，从微观看，因分子间存在斥力，在受到外界大 增加，PBS/ 钛酸钾晶须复合材料的剩余量远远大于纯
的压力时，压痕深度比较低 [25~26] ；随着晶须含量的增 PBS 的剩余量。
多，因其本身刚性大，基体材料质地较软，此时受到 表 4 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料的热性能参数
巨大的外力时，晶须会嵌入到基体材料中，使得压痕 样品 t 5% /℃ t 50% /℃ t max /℃ 残留 700℃ /%
PBS 350 398 404 0.29
变深，硬度值出现了降低 [27~28] 。 PBS-5%PTW 364 408 406 14.44
411
表 3 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料的硬度测试 PBS-15%PTW 366 414 408 23.56
25.52
PBS-25%PTW
369
409
样品 测试 1 测试 2 测试 3 测试 4 测试 5
PBS(pure) 96 96.1 96 93.8 91.2
PBS-5%PTW 91 91 96.2 94.1 93 2.5 复合材料 XRD 谱图
PBS-10%PTW 95.4 95 95.8 95 95 图 6 为纯 PBS，钛酸钾晶须（PTW）及其复合材
PBS-15%PTW 91.2 89 94 95 96.2
PBS-20%PTW 95.1 94 93.4 94 95.1 料的 XRD 曲线，所测试的衍射角范围为 5~60°。由
PBS-25%PTW 89.3 94.1 88 83 84.2 图可以看出，纯的 PBS 只出现了两个强而尖的衍射
年
2019 第 45 卷 ·11·