阻燃尼龙6纤维的制备及性能研究

针对尼龙6(polyamide6,PA6)纤维的易燃问题，本文制备了一种新型氮磷协效阻燃剂，通过挤出造粒共混制备尼龙阻燃母粒，采用纺丝机进行熔融纺丝，制备出阻燃改性PA6纤维，采用傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectra, FTIR)、X射线衍射仪(X-ray diffractometry, XRD)、热重分析仪(thermogravimetric analysis, TGA)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry, DSC)对纤维结构进行表征，同时对PA6纤维红外光谱、热性能和XRD进行分析，并对改性PA6纤维的阻燃性能与机械性能进行测试。实验结果表明，随着阻燃剂添加量的增大，PA6的LOI值逐渐增大，当添加量达到12%时，极限氧指数达到31.5%,极大地提高了PA6的阻燃性能；另外，加入阻燃剂后，PA6纤维的拉伸断裂强度有一定程度的下降，并且随着阻燃剂质量分数的增加，拉伸强度下降越明显。结果表明，阻燃剂的加入较大提高了PA6纤维的阻燃性能，降低了PA6的结晶度，在一定程度上降低了拉伸断裂强...     

导电性MWCNTs/PA6复合材料制备与性能表征

为提高复合材料的导电性,采用熔融共混法制备了一系列高质量分数(最高达10%)的多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚酰胺6(PA6)复合材料,使用SEM、DSC、TG、XRD和电导率测试等测试手段对材料的微观形貌、热性能、结晶性能以及导电性能进行了表征.研究表明:MWCNTs的分散性较好.PA6基体的结晶行为、热性能以及晶体结构随着MWCNTs质量分数的提高而有所改变.当MWCNTs质量分数达到10%时,复合材料的电导率可达14.29 S/m.     

PA6超微化及PA6/PP/硅灰石复合材料制备新方法

采用粒度分析、透射电镜观察、分子量测定及力学性能测试等手段研究尼龙6(PA6)及与聚丙烯接枝马来酸酐 (PPgMAH)和硅灰石混合的PA6在碾磨力场作用下的结构及力学性能的变化,实现了PA6的超微化,使用碾磨共混所得的PA6/PPgMAH/硅灰石混合微粉制备了PA6/PP/硅灰石复合材料.研究表明,在碾磨力场作用下,PA6分子链发生断裂,粒度减小,最小可以达到80 nm;碾磨过程中聚合物和填料之间的分散和相互作用使PA6/PP/硅灰石复合材料的力学性能增加,其屈服强度最高达到57 MPa.     

载荷对氧化锌晶须增强尼龙摩擦磨损的影响

采用热压成型方法制备了不同质量分数氧化锌晶须(ZnOw)尼龙1010(PA1010)复合材料,对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了试验研究,分析了复合材料的磨损机理.结果表明,填充ZnOW可以增加尼龙的压缩强度和弹性模量;提高并稳定尼龙复合材料的摩擦系数,增强复合材料的抗磨损性能.纯尼龙随着载荷的增大摩擦系数急剧降低,磨损率上升,而复合材料的摩擦系数和磨损率受载荷的影响较小.当ZnOw质量分数达到15%时,复合材料的摩擦系数最高,磨损率最低.纯尼龙的磨损随着正压力的增加由磨粒磨损和轻微黏着磨损转变为热破坏.ZnOw/PA复合材料随着ZnOw质量分数的增加,磨损由黏着磨损,转变为犁沟、疲劳断裂和转移膜的反向转移.     

加工工艺条件对PA6/LDPE共混纺制PA6纳米纤维的影响

以聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)作为反应型增容剂,采用熔体共混直接纺丝的方法制备出PA6/LDPE共混纤维,溶出LDPE基体相,获得不同直径的PA6纳米纤维.通过扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)测试,研究了牵伸倍数、相容剂以及混流板对共混纤维的剥离性能、PA6纳米纤维的直径以及结晶度的影响.结果表明:加入3.5%的相容剂能使PA6超细纤维的直径降低到180 nm以下;增加混流板的组数,导致PA6纳米纤维之间粘连,不易剥离;提高共混纤维拉伸倍数,PA6纤维的直径降低且结晶度增加.在PA6质量分数为55%、相容剂质量分数为3.5%条件下,加入一组混流板,可制备出纤维平均直径在100 nm左右且分布均匀的PA6纳米纤维.     

超支化聚酯酰胺的合成及在尼龙加工中的应用

为研究不同代数超支化聚酯酰胺（HBPEA）在尼龙6加工中的影响,以4-甲基六氢苯酐（MHHPA）和二异丙醇胺（DIPA）为原料,通过一步法熔融聚合的方式,制备了2种不同代数的超支化聚聚酯酰胺（HBPEA）,并将其作为加工助剂与尼龙6（PA6）在双螺杆挤出机中共混。通过红外光谱、热失重分析仪、乌式黏度计分析了两种HBPEA的结构和热稳定性。通过对力学性能、流变行为的测试,研究了HBPEA质量分数对PA6的影响。结果表明:两种不同代数HBPEA的添加,都可以提升HBPEA/PA6共混物的流动性能和机械性能,其中,高代数HBPEA/PA6共混物的提升效果更好。当高代数HBPEA质量分数为1%时,高代数HBPEA/PA6共混物拉伸强度和弯曲强度达到最大值,分别为61.3、183.3 MPa。     

聚酰胺6型弹性体的热稳定性研究

以己内酰胺为硬单体进行水解开环聚合合成封端预聚体聚己内酰胺(PA6),再加入聚乙二醇(PEG)软段合成聚酰胺嵌段共聚物(PA6-b-PEG)。通过FTIR、XRD、TG和DSC分析其结构并表征其热性能,研究嵌段聚合物的热稳定性与软段含量及分子量的关系。结果表明:在不同的软段和硬段配比中,随着软段的加入,PA6-b-PEG嵌段共聚物的热稳定性升高,当配比为20∶80时,其热稳定性达到最佳;使用不同分子量的PEG合成的PA6-bPEG的热失重相差无几,且合成的共聚物的弹性表现出较宽的使用温度范围。     

PA610型热塑性弹性体的结构与性能

以癸二酸和己二胺为原料,添加一定量聚乙二醇(2000),采用两步法熔融聚合得到系列聚醚型热塑性PA610弹性体。通过红外光谱(FT-IR)、偏光显微镜(POM)、热重(TG)、差示扫描量热(DSC)、拉伸性能测试表征了产物的分子结构、热性能和力学性能。结果表明:随着聚乙二醇用量的增加,PA610型弹性体的熔点、结晶度、拉伸强度均降低,断裂伸长率大幅提升,并表现出良好的韧性,具有典型的弹性体特征;通过调节软硬段的比例可达到对弹性体材料的可控制备。     

液晶聚氨酯/尼龙6复合材料的制备与表征

通过分子结构设计,成功合成了一种与工程塑料尼龙6(PA6)具有良好相容性的热致性液晶聚氨酯(LCPU),采用挤出注塑的方式制备了不同配比的LCPU/PA6复合材料,其结构与性能通过红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能拉力机和毛细管流变仪进行表征。结果表明,当LCPU的质量分数为6%时,LCPU/PA6的拉伸强度增强了50.6%,弯曲强度提升了51.0%;LCPU独特的流变学特性改善了PA6的加工性能,材料的熔体流动速率(MFR)由8.85 g·(10 min)~(-1)提升至26.15 g·(10 min)~(-1);复合材料的断面SEM照片表明,LCPU在复合体系中原位成纤,且在PA6基体中分散均匀,并且与基体的相容性良好。     

基于PDMS改性聚氨酯弹性体的合成与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯和异佛尔酮二胺为硬链段,聚四氢呋喃多元醇及端羟基聚二甲基硅烷为软段,采用溶液聚合法合成了一系列含不同质量分数PDMS的聚氨酯弹性体。通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热法及广角X射线散射等对聚氨酯的形态结构和相分离进行了表征与分析。结果表明,在聚氨酯主链中引入PDMS链段有利于相分离程度的提高。通过凝胶色谱试验、拉伸试验及水接触角测试等,研究了PDMS质量分数的增加对聚氨酯弹性体分子量、形态结构和力学性能的影响。结果表明,随着PDMS质量分数的增加,聚氨酯弹性体的分子量减小,膜的拉伸强度降低,涂膜表面接触角增加。当PDMS占软段的质量分数从0增加至25%时,聚氨酯的拉伸强度从7.57MPa下降到0.64MPa,接触角从72°增大至95°以上。     

MPP增容PP／PA6共混物的形态结构与增容机理

采用马来酸酐接枝改性聚丙烯(MPP)为增容剂制备了聚丙烯／尼龙6(PP／PA6)共混物，研究了MPP增容PP／PA6共混物的形态结构和热行为，探讨了MPP增容PP／PA6共混物的增容机理。结果表明：PP／PA6共混物为热力学不相容的海岛型两相结构。MPP的加入改善了PA6与PP的相容性，使两相分散均匀，MPP对PP／PA6共混物的增容机理可用界面——分散相表面改性模型来描述。     

凹凸棒土改性PA6纤维的制备及其结构与性能研究

利用凹凸棒土（AT）的特殊结构对PA6进行改性以制得高附加值的AT/PA6纳米复合材料,利用红外光谱（FTIR）分析改性前后材料物化性能的变化;用扫描电镜（SEM）观察复合材料的相容性;用差热分析（DSC）和热失重测试（TG）研究改性对热稳定性能的影响;用X射线衍射（XRD）分析改性前后结晶度的变化以及用纤维力学性能测试对比改性前后的强度和弹性变化.测试表明,AT的加入不会改变PA6的原有性能,能提高PA6的结晶度,改变材料的力学性能;凹凸棒土含量的增加会影响其在PA6中的分布,当含量低于15%时能较好地分散在PA6基体中;含少量凹凸棒土的PA6共混材料能够提高材料的热稳定性能和耐热性.     

端活性聚丙二醇对环氧树脂的增韧改性

以端羟基聚丙二醇为基础合成了端羧基和端环氧基聚丙二醇,对不同端基聚丙二醇改性环氧树脂体系进行了DSC、DMA、冲击性能和冲断面SEM研究。随聚丙二醇端活性基与环氧树脂反应性的增强,固化体系更倾向于形成均相结构,环氧树脂固化物玻璃化温度降低更多。端羟基和端环氧聚丙二醇都能明显提高环氧树脂的冲击强度。综合分析测试结果表明聚丙二醇是通过增塑方式对环氧树脂进行增韧,而端环氧基聚丙二醇是通过提高交联网络柔性的方式对环氧树脂进行增韧。     

SAPO-34 分子筛改性聚丙烯复合材料性能研究

不同添加量的 SAPO-34 分子筛作为添加剂, 对聚丙烯材料进行改性。通过挤出注塑制备出 SAPO-34 分子 筛聚丙烯复合材料。采用示差同步扫描热分析仪 (TG-DSC)、X 射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 等对改 性前后的聚丙烯复合材料的结构进行表征, 并通过万能材料试验机和摆锤式冲击试验机等研究了复合材料的力学性 能。研究结果表明: SAPO-34 分子筛的添加对聚丙烯材料的力学性能具有显著的提升作用, SAPO-34 分子筛添加量 在 5% 时可达到最大的拉伸与冲击强度, 最大拉伸强度可达 1 171 N, 相比纯聚丙烯材料提高了 14.5%; 最大冲击强 度可达 6.39 kJ/m², 提高了 47.2%。     

聚乳酸/聚丙烯的共混改性及热学和力学性能

针对聚乳酸力学性能和耐热性差以及聚丙烯生物降解能力差等缺点,将聚乳酸和聚丙烯按照一定比例进行共混,以聚乙二醇为增容剂,采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸/聚丙烯共混物,并分析了共混物力学性能和热学性能的变化.结果表明:共混物的结晶温度低于纯聚乳酸;当聚乙二醇的质量分数为9%时,共混物的两相达到完全相容,共混物的热稳定性和韧性得到提高,最大断裂伸长率为纯聚乳酸的3. 7倍,但拉伸强度和弯曲强度下降;共混物的热学和力学性能均优于聚乳酸和聚丙烯.     

热致聚酰胺液晶增韧尼龙6及共混物的形貌

在不添加相容剂的情况下,将PA6与不同质量分数的热致聚酰胺液晶(TLCP)在Haake转矩流变仪上共混得到PA6/TLCP复合材料,并对其相形态、拉伸性能及断面形貌进行了表征。由于TLCP的分子与PA6分子之间的相互作用,添加少量的TLCP(w(TLCP)≤10%)可以与尼龙直接增容,而不出现相分离的现象。加入质量分数为5%的TLCP,复合材料的拉伸强度较纯PA6提高了5.2%,弹性模量提高38.3%,断裂伸长率提高逾280%,拉伸断面形貌出现明显的"脆-韧"转变。但TLCP的质量分数进一步增加到15%时,因为TLCP无法进一步有效地分散到PA6的内部而发生自团聚,形成应力点和相分离,复合材料的力学性能呈下降趋势,故加入适当的TLCP可以有助于提高共混物的韧性,并保持拉伸模量。     

Mechanical and thermal properties of muscovite and density polyethylene-reinforced and -toughened polypropylene composites

The mechanical and thermal properties of polypropylene (PP)/muscovite/low-density polyethylene (LDPE)/polypropylenegraftmaleic anhydride (PP-g-MAH) ternary composites were investigated. In PP matrix, muscovite, LDPE, and PP-g-MAH were added as strengthening agent, toughening agent, and compatibilizer, respectively. The effects of dosages of the added materials were analyzed. The experimental results show that the optimum recipe of PP/muscovite/LDPE/PP-g-MAH composites is100/10/6/20 (mass ratio). Compared with the pure PP, the mechanical properties of PP/muscovite/LDPE/PP-g-MAH composites, including notched impact strength, Rockwell hardness and flexural strength, are improved. Although tensile strength is slightly decreased, they have better toughness. Filled with muscovite, the heat-resistance and heat-decompostion of the composites are improved. Funded by the 11th Five-Year National Key Technology R&D Program(2006BAB12B02)     

尼龙6/聚丙烯共混物结构与性能研究

采用FTIR, SEM, DSC 和力学性能测试研究了力化学方法制备的聚丙烯接枝马来酸酐(PPgMAH)对尼龙6(PA6)/聚丙烯(PP)共混体系的增容作用.结果表明,在共混过程中,PA6与PPgMAH之间发生了相互作用,使增容共混体系的力学性能明显优于未增容体系,增容体系分散相(PP相)粒度明显低于未增容体系,熔融粘度高于未增容体系,增容共混体系PP和PA6的熔点和结晶度低于未增容体系.     

尼龙6／聚丙烯共混物结构与性能研究

采用FT－IR,SEM,DSC和力学性能测试研究了力化学方法制备的聚丙烯接枝马来酸酐（PP－g-MAH）对尼龙6（PA6）／聚丙烯（PP）共混体系的增容作用。结果表明,在共混过程中,PA6与PP－g-MAH之间发生了相互作用,使增容共混体系的力学性能明显优于未增容体系,增容体系分散相（PP相）粒度明显低于未增容体系,熔融粘度高于未增容体系,增容共混体系PP和PA6的熔点和结晶度低于未增容体系。