有机⁃无机复合抗氧剂对聚苯硫醚结构与性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.01.012

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (1): 75-79.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.01.012

有机⁃无机复合抗氧剂对聚苯硫醚结构与性能的影响

李荣南(), 殷茂力, 刘峰, 胡承功(), 邢剑()

安徽工程大学纺织服装学院，安徽芜湖 241000

收稿日期:2024-04-12 出版日期:2025-01-26 发布日期:2025-02-14
通讯作者: 胡承功（1979-），男，副教授，硕士，研究方向为纺织品设计及应用开发，huchenggong2014@163.com；
邢剑（1989-），男，副教授，博士，研究方向为有机化学、材料科学，xingjian@ahpu.edu.cn
E-mail:2220410122@stu.ahpu.edu.cn;huchenggong2014@163.com;xingjian@ahpu.edu.cn
作者简介:李荣南（1999-），女，硕士研究生，研究方向为先进纺织加工技术，2220410122@stu.ahpu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(52203114)

Effect of organic⁃inorganic compound antioxidant on structure and properties of polyphenylene sulfide

LI Rongnan(), YIN Maoli, LIU Feng, HU Chenggong(), XING Jian()

School of Textile and Garment，Anhui Polytechnic University，Wuhu 241000，China

Received:2024-04-12 Online:2025-01-26 Published:2025-02-14
Contact: HU Chenggong, XING Jian E-mail:2220410122@stu.ahpu.edu.cn;huchenggong2014@163.com;xingjian@ahpu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

通过化学接枝法将高温抗氧剂（GA⁃80）引入氧化石墨片层，制备有机⁃无机复合抗氧化剂（GO⁃sHP），再利用微型双螺杆挤出机将复合抗氧剂GO⁃sHP 与聚苯硫醚（PPS）熔融共混复合，并对其结构与性能进行表征。结果表明，复合抗氧剂GO⁃sHP表现出较高的热稳定性，可适用与PPS熔融复合；GO⁃sHP与PPS基体中存在较好的相容性，可在基体中均匀分散无明显团聚；GO⁃sHP的引入可促进PPS结晶提高结晶度，随着GO⁃sHP含量的增加，结晶温度呈现增加的趋势，过冷度则呈现下降的趋势；GO⁃sHP的引入可提高PPS基体的热稳定性，耐热温度指数随着GO⁃sHP含量的增加而升高；GA⁃80的添加可显著提升PPS基体的拉伸断裂强度，经热氧化处理后，纯PPS的拉伸强度下降4.1 %，当复合抗氧剂的含量为0.3 %时，拉伸断裂强度仅下降2.4 %。

关键词: 聚苯硫醚, 氧化石墨, 有机?无机复合抗氧化剂, 结晶性能, 抗氧化性

Abstract:

An organic⁃inorganic compound antioxidant （GO⁃sHP） was prepared through chemical grafting of GA⁃80 into graphite oxide （GO） sheets. The resultant GO⁃sHP was melt⁃blended with polyphenylene sulfide （PPS） by using a micro⁃twin⁃screw extruder. The structure and properties of the obtained PPS blends were intensively analyzed. The results indicate that GO⁃sHP showed high thermal stability and could well be melt⁃blended with PPS. GO⁃sHP exhibited good compatibility with the PPS matrix and could be uniformly dispersed in the matrix without any agglomerations. The introduction of GO⁃sHP could promote the crystallization of PPS to improve its crystallinity. As the GO⁃sHP content increased， the crystallization temperature of PPS increased and its supercooling degree decreased. The introduction of GO⁃sHP improved the thermal stability of PPS， and its heat resistance temperature index increased with an increase in the GO⁃sHP content. The addition of GA⁃80 improved the tensile fracture strength of PPS significantly. After thermal oxidation treatment， pure PPS presented a decrease in the tensile fracture strength by 4.1 %. However， the PPS blend containing 0.3 wt% GO⁃sHP showed a decrease in the tensile fracture strength only by 2.4 %.

Key words: polyphenylene sulfide, graphite oxide, organic?inorganic compound antioxidant, crystallization properties, oxidation resistance

中图分类号:

TQ326.5

李荣南, 殷茂力, 刘峰, 胡承功, 邢剑. 有机⁃无机复合抗氧剂对聚苯硫醚结构与性能的影响[J]. 中国塑料, 2025, 39(1): 75-79.

LI Rongnan, YIN Maoli, LIU Feng, HU Chenggong, XING Jian. Effect of organic⁃inorganic compound antioxidant on structure and properties of polyphenylene sulfide[J]. China Plastics, 2025, 39(1): 75-79.

图/表 8

图1 GO、sHP和GO⁃sHP的FTIR谱图

Fig.1 FTIR spectra of GO， sHP and GO⁃sHP

图2 GO、sHP和GO⁃sHP的TG曲线

Fig.2 TG curves of GO， sHP and GO⁃sHP

图3 纯PPS和PPSGS x 复合材料的SEM照片

Fig.3 SEM of pure PPS and PPSGS x composites

图4 纯PPS和PPSGS X 的DSC曲线

Fig.4 DSC curves of pure PPS and PPSGS X

样品	$T c /$ ℃	$∆ H c$ /J·g^-1	$T m /$ ℃	$∆ H m /$ J·g^-1	$X c /$ %	$∆$ T/℃
PPS	214.0	30.3	276.3	35.4	45.7	62.3
$P P S G S 0.1$	217.0	31.4	279.3	35.8	46.2	62.3
$P P S G S 0.3$	218.0	31.6	280.1	38.1	49.3	62.1
$P P S G S 0.5$	224.4	32.4	279.2	46.2	60.4	54.8
$P P S G S 1$	227.7	35.5	278.7	40.9	53.3	51.0

样品	$T c /$ ℃	$∆ H c$ /J·g^-1	$T m /$ ℃	$∆ H m /$ J·g^-1	$X c /$ %	$∆$ T/℃
PPS	214.0	30.3	276.3	35.4	45.7	62.3
$P P S G S 0.1$	217.0	31.4	279.3	35.8	46.2	62.3
$P P S G S 0.3$	218.0	31.6	280.1	38.1	49.3	62.1
$P P S G S 0.5$	224.4	32.4	279.2	46.2	60.4	54.8
$P P S G S 1$	227.7	35.5	278.7	40.9	53.3	51.0

表1 PPS及PPSGS X 复合材料的DSC曲线分析结果

Tab.1 DSC curves analysis results of PPS and PPSGS X composites

表1 PPS及PPSGS X 复合材料的DSC曲线分析结果

Tab.1 DSC curves analysis results of PPS and PPSGS X composites

图5 PPS及PPSGS X 复合材料的TG曲线

Fig.5 TG curves of PPS and PPSGS X composites

样品	$T 5 % /$ ℃	$T 15 % /$ ℃	$T 30 % /$ ℃	T_HRI/℃
PPS	496.7	515.0	535.5	254.8
$P P S G S 0.1$	498.8	516.2	541.7	257.0
$P P S G S 0.3$	497.3	517.7	544.2	257.5
$P P S G S 0.5$	499.7	522.7	544.3	258.0
$P P S G S 1$	498.5	516.5	538.7	256.1

样品	$T 5 % /$ ℃	$T 15 % /$ ℃	$T 30 % /$ ℃	T_HRI/℃
PPS	496.7	515.0	535.5	254.8
$P P S G S 0.1$	498.8	516.2	541.7	257.0
$P P S G S 0.3$	497.3	517.7	544.2	257.5
$P P S G S 0.5$	499.7	522.7	544.3	258.0
$P P S G S 1$	498.5	516.5	538.7	256.1

表2 PPS及PPSGS X 复合材料的TG分析结果

Tab.2 TG analysis results of PPS and PPSGS X composites

表2 PPS及PPSGS X 复合材料的TG分析结果

Tab.2 TG analysis results of PPS and PPSGS X composites

图6 氧化处理前后PPS及PPSGS x 纳米复合材料的拉伸断裂强度

Fig.6 Tensile breaking strength of PPS and PPSGS x nanocomposites before and after oxidation treatment

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