形變?nèi)∠虻南鹉z粒子和有機蒙脫土增韌增強尼龍6的機理.pdf

1、尼龍6是一種廣泛使用的工程塑料，但因其低的熱變形溫度和脆性等缺點而限制了它的應用。通常通過與彈性體共混來提高其韌性，增韌的機理不僅與彈性相的含量，尺寸，粒徑分布相關(guān)，還與彈性相在基體中的形狀及其分布相關(guān)。加入彈性體提高了尼龍6的韌性，但這是以損失材料的模量和剛性為代價的，在二元體系中引入有機蒙脫土得到的共混物納米復合材料能提高材料的拉伸強度和模量，但降低了材料的韌性。為獲得高強超韌的尼龍6共混復合材料，本文首先在尼龍6／EPDM-g-M

2、A二元體系注射成型過程中引入剪切應力場，控制橡膠粒子的分散與形態(tài)，使橡膠粒子沿剪切力方向伸長取向，研究具有伸長取向橡膠粒子的尼龍6／EPDM-g-MA共混物增韌機理并驗證此時Wu氏判劇的普適性。然后在尼龍6／EPDM-g-MA二元體系中引入有機蒙脫土，制得共混物納米復合材料，以研究共混物納米復合材料的增韌增強機理。主要研究結(jié)果如下： 1．由動態(tài)保壓注射成型得到的共混物動態(tài)樣條的沖擊強度在本文研究的所有組分含量內(nèi)均高于由常規(guī)注射成

3、型得到的共混物靜態(tài)樣條的沖擊強度。尤其是當橡膠含量高于15wt％時，動態(tài)樣與靜態(tài)樣的沖擊強度值之差超過了30kJ／mn<'2>。掃描電鏡結(jié)果表明動態(tài)樣中橡膠粒子尺寸大大減小且分布更加均勻。當橡膠含量高于15wt％時，橡膠粒子沿剪切力方向伸長取向。將動態(tài)樣沖擊強度對粒間距作圖，也可以構(gòu)建一條主曲線，由圖可知，當裂紋擴展方向垂直與橡膠粒子取向方向時，Wu氏判劇對沿剪切力方向伸長取向的橡膠粒子仍然適用。動態(tài)樣較靜態(tài)樣高出的沖擊強度，與尼龍6的

4、取向，結(jié)晶結(jié)構(gòu)和晶體性能無關(guān)，部分地是因為動態(tài)樣彎曲強度的提高導致在沖擊過程中未完全斷裂樣條彎曲時可以吸收更多的能量，但更主要的是由于動態(tài)樣中具有伸長取向的橡膠粒子，當裂紋擴展方向垂直與橡膠粒子取向方向時，此種形態(tài)的橡膠粒子在沖擊的過程中可以更有效的減緩裂紋擴展的速率，并由此得到更高的沖擊強度。2．共混步驟對共混物納米復合材料的綜合力學性能并沒有太大的影響，一步共混法得到的共混物納米復合材料已具有令人滿意的綜合力學性能。與靜態(tài)樣相比，由

5、于尼龍6與EPDM-g-MA間的界面相互作用的增強和橡膠粒子與蒙脫土更好的分散，動態(tài)樣具有更高的力學性能。有機蒙脫土在尼龍6／EPDM-g-MA／有機蒙脫土共混物納米復合材料中的作用主要有以下幾個：(1)弱化EPDM-g-MA粒子與尼龍6的界面粘結(jié)，導致橡膠粒子尺寸增大，或阻滯橡膠相的團聚，使相區(qū)尺寸減小，這取決于橡膠和蒙脫土的含量。(2)阻止橡膠粒子周圍應力體積的疊加，導致共混復合材料的脆韌轉(zhuǎn)變區(qū)變寬以及韌性的降低；(3)當粒間距小于