PA6-PE-高嶺土復(fù)合材料的制備及其界面特征的研究.pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于尼龍6(PA6)改性的研究中，關(guān)于PA6/聚乙烯(PE)/無(wú)機(jī)非金屬礦三元復(fù)合材料的研究還比較少。論文研究了PE和無(wú)機(jī)礦粉共同改性尼龍6的效果，考察高嶺土、PE對(duì)尼龍6的增韌增強(qiáng)協(xié)同作用，對(duì)改善尼龍6的性能、降低工程塑料成本具有重要的意義，同時(shí)也為開(kāi)拓非金屬礦在聚合物中的應(yīng)用提供研究基礎(chǔ)。 試驗(yàn)研究用硅烷WD-70和鈦酸酯NDZ-201兩種偶聯(lián)劑對(duì)高嶺土表面改性，采用聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐(PE-MAH)作增容劑，通

2、過(guò)低密度聚乙烯(LDPE)和改性高嶺土微粉對(duì)尼龍6同時(shí)進(jìn)行共混填充改性，制備PA6/LDPE/高嶺土三元復(fù)合材料，并進(jìn)行了力學(xué)性能、熱學(xué)性能和吸水性能的研究，確定了制備三元復(fù)合材料較優(yōu)的改性配方和工藝條件，取得了有意義的成果。 1．通過(guò)高嶺土表面改性試驗(yàn)的預(yù)評(píng)價(jià)結(jié)果、不同改性粉的填充對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，結(jié)果表明：鈦酸酯NDZ-201對(duì)高嶺土粉體的改性作用較強(qiáng)，但與聚合物基體的結(jié)合效果不好；硅烷WD-70對(duì)高嶺土粉體的改性效果較鈦酸

3、酯稍差，但與聚合物作用的綜合結(jié)果比鈦酸酯好。 2．在復(fù)合材料一步法制備中，PE-MAH對(duì)高嶺土/PE/PA6共混體系有很好的增容作用，共混體系的分散相尺寸小，力學(xué)性能好。當(dāng)PA6/LDPE/硅烷改性高嶺土/PE-MAH的配比為100份/7份/15份/7份時(shí)，制得復(fù)合材料的性能與純尼龍6相比，沖擊強(qiáng)度提高6.7％，彎曲強(qiáng)度提高21.1％，彈性模量提高36.3％，吸水率降低了32.5％，抗拉強(qiáng)度降低18.2％，洛氏硬度降低了9.4％

4、，制備出了性能較好的PA6/LDPE/高嶺土三元復(fù)合材料。 3．在PA6/LDPE/高嶺土三元復(fù)合材料的兩步法制備中，由于高嶺土的大量加入，存在顆粒聚團(tuán)現(xiàn)象，使制得的復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱學(xué)性能都有所降低。當(dāng)PA6/LDPE/硅烷改性高嶺土/PE-MAH的配比為100份/20份/30份/10份時(shí)，制得復(fù)合材料的力學(xué)性能與純尼龍6相比，缺口沖擊強(qiáng)度降低了4.56％，彎曲彈性模量降低4.58％，抗拉強(qiáng)度降低了36.42％，洛氏硬度降

5、低了28.37％，彎曲強(qiáng)度提高了7.77％，吸水率降低了47.0％，而且熔體流動(dòng)速率降低了很多，復(fù)合材料的性能有一定的降低。 4．通過(guò)對(duì)復(fù)合材料拉伸斷面SEM照片的分析表明，鈦酸酯NDZ-201改性的高嶺土沒(méi)有硅烷改性的高嶺土與尼龍6基體的結(jié)合好；高嶺土填充量過(guò)多時(shí)，分散相在基體中的分散性、與基體的粘結(jié)性都下降，從而造成性能的下降，與試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果具有一致性。 5．通過(guò)對(duì)復(fù)合材料的DSC分析可知，LDPE的加入對(duì)PA6/

6、LDPE共混物起到了相當(dāng)好的增韌效果；而改性高嶺土的填充能夠起到異相成核劑的作用，成核劑的添加可加快結(jié)晶速率，促進(jìn)聚酰胺的成核和結(jié)晶，使球晶顆粒更細(xì)微化，能夠提高PA6/LDPE/高嶺土三元復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲彈性模量和耐熱性。 6．填料與聚合物界面的形成包括：聚合物與填料的接觸浸潤(rùn)過(guò)程和化學(xué)鍵結(jié)合的固化過(guò)程。粘接面的完整性直接影響復(fù)合材料的性能，而完整粘接面的形成與填料的幾何形態(tài)和表面化學(xué)反應(yīng)活性、聚合物的柔韌性和化學(xué)結(jié)構(gòu)