MC尼龍復(fù)合改性與梯度復(fù)合管制備.pdf

1、為進(jìn)一步提高M(jìn)C尼龍管材強(qiáng)度和耐磨性，滿足航道疏浚、火力發(fā)電、冶金礦山等行業(yè)特殊使用要求，采用玻璃纖維、粉煤灰和納米SiO2三種不同形態(tài)和尺度的增強(qiáng)體對(duì)MC尼龍進(jìn)行復(fù)合改性，分析增強(qiáng)體表面處理對(duì)MC尼龍復(fù)合改性的影響，以及復(fù)合改性的增強(qiáng)效果與增強(qiáng)機(jī)理;結(jié)合材料綜合性能和生產(chǎn)成本分析，實(shí)現(xiàn)兩相協(xié)同增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備，并開展尼龍?zhí)荻葟?fù)合管的制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)增強(qiáng)體表面偶聯(lián)預(yù)處理是MC尼龍復(fù)合改性的

2、關(guān)鍵和前提，玻璃纖維、粉煤灰和納米SiO2三種不同種類增強(qiáng)體，適用的偶聯(lián)劑及其最佳用量不同。硅烷偶聯(lián)劑KH-550所含氨基與聚合反應(yīng)體系加入催化劑之后形成的酰亞胺結(jié)構(gòu)中的羰基反應(yīng)，使基體與增強(qiáng)體界面形成化學(xué)鍵結(jié)合;原狀粉煤灰尺寸粗大、疏松多孔，只有在活化偶聯(lián)處理后才能夠均勻分散在尼龍基體中體現(xiàn)增強(qiáng)效果。
　　 (2)增強(qiáng)體形態(tài)對(duì)MC尼龍的增強(qiáng)效果具有重要影響，不同形態(tài)增強(qiáng)體的強(qiáng)化機(jī)制不同。玻璃纖維在復(fù)合材料中承載基體通過界面?zhèn)鬟f

3、的載荷，提高材料強(qiáng)度和模量;粉煤灰顆粒和納米SiO2粒子在復(fù)合材料中改變基體應(yīng)力場(chǎng)，阻礙裂紋擴(kuò)展或使裂紋改變方向，提高材料強(qiáng)度和塑性;30％玻璃纖維對(duì)尼龍復(fù)合材料的增強(qiáng)效果最明顯，其拉伸強(qiáng)度較純尼龍?zhí)岣?6.6％。
　　 (3)三種增強(qiáng)體都能夠有效改善復(fù)合材料的摩擦性能。玻璃纖維通過剛度和硬度的增加降低材料的摩擦系數(shù);粉煤灰在磨損表面形成摩擦膜，有效減輕磨損;納米SiO2粒子在磨損表面微滾動(dòng)，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)和滑動(dòng)復(fù)合摩擦，降低

4、摩擦系數(shù)和磨損量;1％納米SiO2對(duì)復(fù)合材料摩擦性能的改善效果最明顯。
　　 (4)不同形態(tài)增強(qiáng)體之間對(duì)尼龍基體具有協(xié)同增強(qiáng)效果。玻璃纖維與粉煤灰協(xié)同增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)于單一組分改性的加和，30％玻璃纖維+10％粉煤灰協(xié)同增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度較30％玻璃纖維復(fù)合材料強(qiáng)度提高7.5％，較10％粉煤灰復(fù)合材料強(qiáng)度提高47.4％。
　　 (5)發(fā)明了尼龍?zhí)荻葟?fù)合管及其制備技術(shù)，并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。10％玻璃纖維+5