PA6受限結(jié)晶行為及其對(duì)復(fù)合材料性能的影響研究.pdf

1、聚合物分子鏈的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響較大，特別是半結(jié)晶性高分子尼龍6，而且受限高分子與非受限高分子在結(jié)晶方面有很大差異。本文采用共混擠出的方法制備了尼龍6(PA6)/氯化鋰(LiCl)復(fù)合材料、PA6/層狀粘土納米復(fù)合材料及PA6/層狀粘土/LiCl納米復(fù)合材料。通過添加絡(luò)合劑和無機(jī)片層填料，研究了絡(luò)合受限機(jī)理，探討了絡(luò)合受限、解絡(luò)合對(duì)復(fù)合材料性能的影響。同時(shí)也研究了層狀粘土剝離分散的機(jī)理對(duì)PA6受限結(jié)晶行為與流變性能的影響。最后探討

2、了絡(luò)合作用和層狀粘土同時(shí)存在下對(duì)PA6受限結(jié)晶行為與性能的影響。具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，采用不同含量的絡(luò)合劑LiCl改性PA6，通過傅里葉紅外(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、動(dòng)態(tài)流變儀、差示掃描量熱儀(DSC)、廣角X射線衍射(XRD)等表征手段，探討吸水處理對(duì)PA6/LiCl復(fù)合材料結(jié)晶行為與流變性能的影響，研究了LiCl對(duì)PA6絡(luò)合體系受限結(jié)晶的機(jī)理。結(jié)果表明，LiCl中的Li+離子能與O原子發(fā)生配位，Cl-

3、離子和N-H鍵形成了氫鍵，從而破壞了PA6分子間的氫鍵，結(jié)晶受到限制。當(dāng)LiCl的含量為6％時(shí)，PA6/LiCl復(fù)合材料已經(jīng)呈現(xiàn)無定形狀態(tài)。當(dāng)復(fù)合材料吸水后，LiCl與PA6之間的絡(luò)合作用被破壞，受限作用減弱，復(fù)合材料的結(jié)晶度升高。當(dāng)吸水處理的樣條烘干后進(jìn)行力學(xué)測(cè)試，樣條的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均減小。
　　其次，采用溶液法并設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)鋰皂石進(jìn)行有機(jī)改性，然后將改性效果最優(yōu)的有機(jī)鋰皂石加入PA6中，制備了PA6/有機(jī)鋰皂石納米復(fù)合

4、材料及PA6/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料。通過結(jié)晶性能、流變性能、透射電鏡(TEM)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、力學(xué)性能分析，比較了鋰皂石和蒙脫土的含量對(duì)PA6復(fù)合材料性能的影響，同時(shí)對(duì)粘土剝離分散機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，有機(jī)鋰皂石/PA6和蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料中，復(fù)合材料的結(jié)晶度(△Xc)均隨粘土含量的增大而減小，但有機(jī)鋰皂石/PA6納米復(fù)合材料下降更明顯，起始結(jié)晶溫度小于純PA6起始結(jié)晶溫度，說明層狀粘土加入PA6后，都沒起到成核劑的作用，

5、鋰皂石的加入使分子鏈?zhǔn)芟?，不利于其結(jié)晶。有機(jī)鋰皂石/PA6和蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均比純PA6的大，但有機(jī)鋰皂石/PA6納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度增加更明顯。
　　最后，固定LiCl含量為3%，將不同含量的有機(jī)鋰皂石、蒙脫土分別加到PA6/LiCl復(fù)合材料中。通過結(jié)晶性能、流變性能、分散分布、力學(xué)性能分析，探討了不同粘土和絡(luò)合作用同時(shí)存在下對(duì)PA6復(fù)合材料結(jié)晶性能與流變性能的影響。結(jié)果表明，LiCl/

6、有機(jī)鋰皂石/PA6納米復(fù)合材料的結(jié)晶溫度(Tc)和結(jié)晶度(△Xc)均隨鋰皂石含量的增大先增大后減小，在鋰皂石含量為5%時(shí)最大，但比鋰皂石含量為0%時(shí)復(fù)合材料的Tc和△Xc小，這說明鋰皂石和LiCl對(duì)PA6結(jié)晶受限起到了協(xié)同作用。而LiCl/蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料中，復(fù)合材料的Tc和△Xc均隨蒙脫土含量的增大先減小后增大，在蒙脫土含量為5%時(shí)最小。另外，在LiCl/粘土/PA6納米復(fù)合材料中，隨鋰皂石含量的增加，運(yùn)動(dòng)受到限制，流動(dòng)阻力