纳米粒子填充与go包覆改性制备聚酯基复合薄膜及其光学性能的研究课件.ppt

1、LOGO纳米粒子填充与纳米粒子填充与GO包覆改性制备聚酯包覆改性制备聚酯基复合薄膜及其光学性能的研究基复合薄膜及其光学性能的研究 沙锐 沈育才 王庭慰Nanjing Tech 课题背景课题背景v最近几年，我国的聚酯行业出现了产能过剩以及最近几年，我国的聚酯行业出现了产能过剩以及产业结构不合理的现象，纠其原因在于普通包装产业结构不合理的现象，纠其原因在于普通包装薄膜的比例达到整个薄膜的比例达到整个BOPET产业的产业的70%，严重，严重的造成了供求的不平衡，所以开发功能型的光学的造成了供求的不平衡，所以开发功能型的光学级高透明级高透明BOPET薄膜是扭转这种现象的一条有薄膜是扭转这种现象的一条有

2、效途径，也是我国聚酯薄膜行业产品结构调整的效途径，也是我国聚酯薄膜行业产品结构调整的最佳选择。最佳选择。v氧化石墨烯（氧化石墨烯（GO）由于具有自由分散的二维结）由于具有自由分散的二维结构和丰富的极性基团，使其在制备功能化复合材构和丰富的极性基团，使其在制备功能化复合材料方面展现了突出的优势，同时由于我国丰富的料方面展现了突出的优势，同时由于我国丰富的石墨储存，以及其非石油提取物的性质，使其在石墨储存，以及其非石油提取物的性质，使其在产业结构化调整的过程中有着重大的意义。产业结构化调整的过程中有着重大的意义。Contents微纳米粒子复配制填充制备微纳米粒子复配制填充制备PET母料母料1GO包

3、覆包覆SiO2的制备并填充制备的制备并填充制备PET母料母料2水性树脂的制备并涂布制备水性树脂的制备并涂布制备PET薄膜薄膜3后续延展：工艺手段在双向拉伸过程中对后续延展：工艺手段在双向拉伸过程中对PET薄膜的影响薄膜的影响4微纳米粒子复配制填充制备微纳米粒子复配制填充制备PET母料母料v现状：大部分研究基本停留在对一种尺寸粒径的无机粒子在不同含量或不同改性的条件下，对PET的结晶和力学性能的影响，也很少涉及到对光学性能的影响研究 。v创新点：系统研究不同微、纳米尺寸和含量的二氧化硅无机粒子的复配对聚酯材料的微观结构、薄膜表面形貌和光学性能的影响。v解决问题 ：不同尺寸无机功能粒子分散体系均匀

4、性和稳定性的规律及不同尺寸粒子的分散机制。 PET复合材料体系中多尺度的尺寸效应、表面效应、界面效应和复合引起的协同效应对光反射透射的影响机制及内在规律是本课题要解决的最核心问题。为不同尺寸的无机粒子的复配、包覆达到对聚酯薄膜的微观结构、表面形貌和光学性能等的可控制备打下基础。工艺应用：工艺应用：光学级高透明低雾度BOPET薄膜 光学级高透明低雾度BOPET薄膜用母料的合成应用试验方案技术路线试验方案技术路线反应釜清理投料按一定配比称取的原料、抗氧剂和催化剂等检验气密性连接反应釜和各装置酯化反应缩聚反应稳定剂出料图1 原位聚合制备PET/SiO2复合材料工艺流程GO包覆包覆SiO2的制备并填充

5、制备的制备并填充制备PET母料母料v现状：氧化石墨稀（GO）是合成石墨稀的前体，含有大量的羟基、环氧基、羰基、羧基等含氧官能团。GO作为聚合物纳米复合材料的填充剂引起了人们的关注。由于片层内sp3和sp2区的随机分布，GO表现出奇特的电学和光学特性，因此可用于功能化的材料。v创新点：首次对氧化石墨烯包覆的无机杂化粒子对聚酯材料的微观结构、薄膜表面形貌和光学性能的影响。v解决问题 ：制备GO包覆SiO2，确定GO与SiO2的添加比例，以及GO与SiO2合适的尺寸配对。 为不同尺寸的无机粒子的复配、包覆达到对聚酯薄膜的微观结构、表面形貌和光学性能等的可控制备打下基础。 v工艺应用：工艺应用：功能性

6、光学聚酯薄膜的制备试验方案技术路线试验方案技术路线KH550二氧化硅微球乙二醇悬浮液超声分散加热到70总共60min左右氨基功能化修饰二氧化硅乙二醇溶液GO的水性溶液GO包覆二氧化硅微球的乙二醇溶液超声分散2h图2 GO包覆SiO2工艺流程石墨烯包覆二氧化硅微球的乙二醇溶液低 温 氧 化 还 原GOGO包覆表面氨基化的包覆表面氨基化的SiO2微球微球水性树脂的制备并涂布制备水性树脂的制备并涂布制备PET薄膜薄膜v现状：表面涂覆法是指在薄膜表面涂布一层含极性基团的高分子溶液，经干燥固化成一层牢固的树脂层。通过涂布法在纯PET薄膜表面涂布一层含有填充粒子的水溶性树脂溶液，既能满足薄膜用开口剂的作用

7、，又由于开口剂浓度的大幅减少而提高了其高光学性能的要求。此外，涂布法工艺的简单，操作的方便以及节能环保，势必会促使其成为未来PET高透明薄膜制备发展的新趋势。现今涂布法制备高透明PET薄膜仅限于实验室阶段。v创新点：配置水性树脂涂布液，采用涂布法获取一种既经济环保又可潜在工业化生产光学功能性聚酯薄膜的关键技术。v解决问题 ：以产物分子量、粘度、水溶性以及胶膜的透明性为主要制备制定相应的聚合工艺 以涂布树脂浓度、成膜时间、成膜温度为主要指标确定相应的涂布工艺 v工艺应用：工艺应用：涂布法进行高透明低雾度聚酯薄膜的工业化应用。试验方案技术路线试验方案技术路线涂布涂布PET薄膜的基本结构薄膜的基本结

8、构后续延展：工艺手段在双向拉伸过程中对后续延展：工艺手段在双向拉伸过程中对PET薄膜薄膜的影响（中试阶段）的影响（中试阶段）v系统研究拉伸成型过程（拉伸温度、拉伸速率和系统研究拉伸成型过程（拉伸温度、拉伸速率和拉伸比等）对添加不同尺寸和含量的微、纳米粒拉伸比等）对添加不同尺寸和含量的微、纳米粒子的子的PET薄膜材料的微结构和光学性能的影响。薄膜材料的微结构和光学性能的影响。探明拉伸制膜工艺对探明拉伸制膜工艺对PET基体的聚集态结构影响基体的聚集态结构影响（包括晶态、非晶态和取向结构等）及对填料的（包括晶态、非晶态和取向结构等）及对填料的分散性影响。分散性影响。PET/SiO2微纳米复配的粒子分散图微纳米复配的粒子分散图LOGO