PA6-PP-CNTs三元復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、采用多單體熔融接枝共聚技術(shù)制備得到了四種不同結(jié)構(gòu)的新型相容劑PP-g-(MAH-co-St)、PP-g-(MMA-co-St)、PP-g-(GMA-co-St)、PP-g-(ITA-co-St)，其接枝率分別為1.52、1.86、2.52、2.19(wt％)；用濃硝酸、王水和己內(nèi)酰胺單體對碳納米管進(jìn)行表面氧化和接枝改性，得到了三種不同表面特性的改性碳納米管；利用熔融共混法制備得到了尼龍6(PA6)/聚丙烯(PP)、PA6/PP/相容劑、

2、PA6/PP/相容劑/碳納米管(CNTs)三種共混和納米復(fù)合材料。借助傅立葉紅外光譜(FTIR)、差動熱分析(DSC)、X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)以及轉(zhuǎn)矩流變和毛細(xì)管流變等現(xiàn)代分析測試手段研究了相容劑、碳納米管表面處理及添加對PA6/PP共混和復(fù)合材料的結(jié)晶性能、摩擦磨損性能、吸水性能、加工流變性能、熱性能、相容性等的影響規(guī)律。 研究結(jié)果表明，碳納米管的加入對PA6/CN

3、Ts復(fù)合材料中PA6具有結(jié)晶成核作用，使PA6的結(jié)晶速率和結(jié)晶溫度提高，同時可在不同程度上降低PA6的摩擦系數(shù)和磨損量，對PA6具有一定的抗磨改性作用。表面羧基(-COOH)含量不同，碳納米管對PA6摩擦磨損性能的改性效果不同：羧基含量多、碳納米管長度短，與基體PA6的界面作用力強(qiáng)，則有利于碳納米管在PA6基體中分散，在滑動摩擦過程中易以適當(dāng)?shù)男巫冃问结尫拍Σ亮Γ瑥亩档筒牧系哪p量。對PA6/CNTs復(fù)合材料的動態(tài)機(jī)械性能分析表明：C

4、NTs的加入可提高PA6的儲能模量和損耗模量，加入上述不同碳納米管的PA6/CNTs復(fù)合材料儲能模量和損耗模量大小順序?yàn)镻A6/CNTs3<'＃>>PA6/CNTsl<'＃>PA6/CNTs2<'＃>>PA6。 PP-g-(MAH-co-St)、PP-g-(MMA-co-St)、PP-g-(GMA-co-St)、PP-g-(ITA-co-St)四種相容劑的結(jié)晶行為研究表明：四種不同單體組成的支鏈對相容劑中PP結(jié)晶都能起結(jié)晶成核作

5、用，在較低的過冷條件下就會產(chǎn)生大量晶核，使得PP結(jié)晶溫度提高，結(jié)晶峰寬AW相對于純PP變窄，同時產(chǎn)生部分β晶型。研究還發(fā)現(xiàn)，相容劑的加入可以不同程度地降低PA6/PP復(fù)合材料的吸水率。 PA6/PP/相容劑、PA6/PP/相容劑/CNTs復(fù)合材料研究表明：相容劑的加入可以使PP均勻分散在PA6基體中；酸氧化CNTs和表面己內(nèi)酰胺原位接枝聚合的碳納米管YWCNTs均能夠均勻分散在相容劑增容的PA6/PP體系中；碳納米管表面處理狀況

6、對PA6與PP相的粘結(jié)強(qiáng)度和PA6/PP/CNTs(YWCNs)復(fù)合材料的摩擦磨損性能均有重要影響；表面含有-COOh基團(tuán)的酸氧化CNTs與PA6鏈段上的-NH<,2>會發(fā)生酰胺化反應(yīng)，從而使CNTs選擇性地分散在PA6相中。PA6/PP/PP-g-(ITA-co-st)復(fù)合材料中，由于ITA含有兩個-COOH，故PP-g-(ITA-co-st)易與YWCNTs表面上的-NH<,2>酰胺化反應(yīng)，從而提高PP與YWCNTs的相容性，使YW