PA6/蒙脱土纳米复合材料力学性能与结晶行为的研究

陈述了纳米MMT直接加入到PA6中对力学性能的效应;阐明了用不同的MMT的处理方法和不同的载体树脂所制成的母料对PA6复合材料力学性能和结晶行为的影响;还研究了母料中纳米分散程度对PA6复合材料力学性能和结晶行为的影响。DSC研究表明:纳米蒙脱土的加入加快了PA6的结晶过程,促使了γ晶的生成,起到了异相成核作用。     

尼龙6/高岭土纳米复合材料的结晶行为

采用广角X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜和差示扫描量热仪(DSC)等手段研究尼龙6(PA6)/高岭土纳米复合材料的结晶行为.结果表明:高岭土的加入起到成核剂的作用,影响到PA6成核机理和结晶的生长,且改变了PA6的晶型,使PA6结晶温度略有升高,结晶速率增加,更易于结晶.同时从Avrami方程出发,得出纳米高岭土的存在可以明显改变PA6的结晶行为.     

PTT／纳米CaCO3复合材料流变行为及结晶性能研究

以毛细管流变仪研究了聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)/纳米CaCO3复合材料的流变行为,讨论了复合材料的组成、剪切应力和剪切速率及温度对熔体流变行为、熔体黏度的影响,测定了不同配比的复合材料熔体的非牛顿指数 n。结果表明,PTT/纳米CaCO3复合材料熔体为假塑性流体,表观黏度随着剪切速率增加而降低。纳米CaCO3的加入量较少(1％)时,熔体黏度较纯PTT迅速下降;随着纳米CaCO3含量增加(2％-20％),熔体黏度随之上升,但都小于纯PTT的;直到含量为30％时,熔体黏度才超过纯PTT的。差示扫描量热仪测定复合材料的结晶和熔融性能发现,复合材料的熔体结晶温度Tpc和熔融温度Tm较纯PTT、都有所升高,说明纳米CaCO3的加入对PTT的结晶起到了异相成核作用。     

原位聚合PE/MMT纳米复合材料的流变行为研究

采用蒙脱土(MMT)负载的Ziegler-Natta催化剂,通过原位聚合法制备了不同MMT含量的聚乙烯(PE)/MMT纳米复合材料。利用热重分析(TGA)确定了PE/MMT纳米复合材料中MMT的含量,并使用Haake流变仪分析了MMT含量对PE/MMT纳米复合材料流变行为的影响。结果表明:PE/MMT纳米复合材料的熔体流变行为与高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)基本一致;复合材料的黏度随MMT含量的增加先升高后降低,其中当MMT含量为4.58%时,其黏度明显低于HDPE和LDPE,该性质有利于复合材料的成型加工;PE/MMT纳米复合材料属于假塑性流体,其非牛顿指数(n)随着温度的升高而增大,随着MMT含量的增加先降后升。     

PA 6在受限条件下的非等温结晶行为

采用共混的方法制备了聚酰胺（PA）6,羧基丁苯粉末橡胶新型热塑性弹性体。通过差示扫描量热法研究了该弹性体中PA6基体在受限条件下的非等温结晶行为。研究发现,羧基丁苯粉末橡胶对PA6具有异相成核作用,可提高PA6的结晶温度和结晶速率;PA6在受限条件下有利于生成γ晶型,且随着羧基丁苯粉末橡胶含量以及吸收剂量的提高,更易生成γ晶型。     

超支化聚合物改性PA6的研究

将芳香族超支化聚合物(HBP)与PA6共混、造粒、纺丝,研究PA6/HBP共混体系的结晶性能及纺丝工艺。结果表明:与PA6相比,HBP的加入对PA6的结晶温度和取向度无明显影响,结晶度提高,其晶型发生变化,γ晶型增强,α晶型略有减弱,HBP以加入质量分数为0.05%较好。PA6/HBP共混体系的熔体流动指数较PA6的明显提高,其纺丝温度明显降低,PA6/HBP纤维的断裂强度有所下降。HBP以加入质量分数为0.05%较好。     

改性纤维素纳米晶对聚酰胺6结晶行为的影响

通过表面基团反应制备了异氰酸酯改性纤维素纳米晶（IPDI?CNC)，将其与聚酰胺6（PA6）共混后研究了有机纳米晶对PA6结晶行为的影响。利用差示扫描量热仪（DSC）对比分析了纤维素纳米晶（CNC）和IPDI?CNC对PA6的结晶度、结晶动力学参数及结晶速率的影响。结果表明，由于IPDI的引入，IPDI?CNC在PA6中的分散性更好，可以有效提高PA6的结晶度；采用 Jeziorny法研究非等温结晶过程，发现IPDI?CNC起到了异相成核作用，提高了PA6的结晶速度和结晶度；由于PA6的结晶能力提高了，IPDI?CNC的加入使PA6的吸水率降低了71.4 %。     

两步法制备剥离型聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料(Ⅱ)熔融行为及流变性能

采用DSC及XRD研究了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料(PMN)的结晶熔融行为.DSC的结果表明,复合材料熔点升高,但相对结晶度下降.XRD结果表明,蒙脱土作为成核剂促进了聚丙烯β晶型的生成;同时β晶型的增长抑制了α晶体的长大,减小了α晶粒尺寸,提高了复合材料的力学性能.系统研究了复合材料的流变性能,探讨了蒙脱土含量、温度、剪切速率等因素对复合材料黏度特性的影响,结果表明,复合体系总体上呈现剪切变稀的特性,体系表观剪切黏度随蒙脱土含量的升高逐渐下降,材料加工性能优于聚丙烯基体.     

PP结晶过程中α和γ晶型生成的影响因素

采用差示扫描量热法与广角X射线衍射研究了聚丙烯(PP)的结晶形态,考察了结晶温度、外加成核剂、PP熔体流动速率和无规共聚PP中乙烯单体含量等对PP结晶形态的影响。运用PP结晶过程γ晶型与α晶型的共结晶相图,从本质上解释了结晶温度、乙烯单体含量及成核剂对PP结晶形态的影响。结果发现．PP结晶过程可以产生γ晶型,随着结晶温度的升高、成核剂含量和PP中乙烯单体含量的增加、PP熔体流动速率的增大。γ晶型含量增加。质量分数为0．1％的成核剂使PP中γ晶型的质量分数增加了15．6％;成核剂含量进一步增加,γ晶型含量增加变缓;当成核剂质量分数为0．4％时,γ晶型质量分数仅增加了近16．3％。     

固相剪切碾磨制备PA6/蒙脱土纳米复合材料

采用固相剪切碾磨方法制备尼龙6/蒙脱土(PA6/MMT)纳米复合材料。表征了复合材料的结构,研究了其力学性能、热稳定性能及结晶性能。结果表明,PA6/MMT纳米复合材料的力学性能较PA6有较大提高,含4%MMT的PA6/MMT纳米复合材料的拉伸弹性模量从2697 MPa提高到3299 MPa,拉伸强度从63.6 MPa提高到77.8MPa;起始分解温度和最大失重温度均高于纯PA6;PA6/MMT纳米复合材料中PA6的结晶温度和结晶速率提高。     

原位增容法制备PA6/EPDM/MMT复合材料流变性能的研究

通过原位增容法制备了PA6/EPDM/MMT三元纳米复合材料,采用熔体质量流动速率试验机和毛细管流变仪研究了PA6及三元纳米复合材料流变行为,并对其lgγω-lgτω、lgηa-lgγω、lgηa-1/T曲线进行了分析。结果表明,在230～245℃及剪切应力为24.5～73.5MPa时,PA6及其三元纳米复合材料均为假塑性流体;EPDM、MMT的加入明显地降低了纯PA6的非牛顿指数n,并且使PA6的黏流活化能ΔE较大幅度的升高,但EPDM/MAH/DCP混合物用量的增加对ΔE的影响不明显。随着EPDM/MAH/DCP用量的增加,复合材料的黏度先增加后减小,EPDM/MAH/DCP用量达到20%时达到最大值。     

聚乙烯/纳米蒙脱土复合材料的非等温结晶行为

原位聚合法制备了不同蒙脱土含量的聚乙烯(PE)/纳米蒙脱土(MMT)复合材料.用透射电镜分析了MMT在PE基体中的分散情况,结果表明:随着MMT含量的增加,复合材料的结构从剥离型转变为剥离型和插层型混合结构.用DSC分析了PE/纳米MMT复合材料的非等温结晶行为,结果表明:复合材料的非等温结晶行为符合Avramin方程,随着MMT含量的增加,Avramin方程指数(n)减小,结晶时间(t1/2)增加.     

尼龙612及其共聚物流变性能的研究

采用毛细管流变仪对尼龙612/6(PA 612/6)共聚物的流变性能进行了研究,并与PA 612进行比较。结果表明:PA 612/6共聚物和PA 612熔体均为剪切变稀的假塑性非牛顿流体,在相同温度和剪切速率下,PA 612/6共聚物熔体的表观黏度均小于PA 612的;在温度为240℃时其非牛顿指数分别为0.749,0.748;随着温度的升高,两者熔体的表观黏度和稠度系数均逐渐下降,非牛顿指数逐渐增大;PA 612/6共聚物和PA 612熔体的黏流活化能随剪切速率的增大先增大后减小,在剪切速率为115 s~(-1)左右时,两者的黏流活化能达到最大,分别为61.49,61.27 kJ/mol,此时熔体的表观黏度对温度的敏感性最强。     

PP/PA6合金材料的结晶行为和亲水性

通过非等温冷却实验研究PP/PA6合金的结晶过程,通过DSC研究Li Cl含量对PP/PA6合金中PP相结晶行为的影响,结果表明:随着Li Cl含量的增加,PP相的结晶温度先升高后降低。通过XRD分析,结果表明:Li Cl的加入可使PA6由半结晶向无定型转变,从而促进PP的β晶型的形成。另外,PP中加入少量亲水的PA6材料,可以明显改善PP材料的亲水性,PP-PA2.25的纯水接触角由PP的103°降低到了65°。     

SMA用量对PA6/LiCl/SMA复合材料结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法制备了聚酰胺6/氯化锂/苯乙烯接枝马来酸酐(PA6/LiCl/SMA)复合材料,研究了SMA用量对PA6/LiCl/SMA复合材料的结晶熔融行为及性能的影响。结果表明:SMA的加入会促进Li+与PA6中酰胺基团的络合作用,破坏PA6分子链间的氢键,另外SMA自身能与PA6分子链发生接枝反应,在双重作用下使复合材料的熔点降低到185.53℃。通过DSC和XRD发现:SMA的加入会促使PA6/LiCl/SMA复合材料的结晶形态由α晶型向γ晶型转变,并能有效提高复合材料的力学性能,当SMA用量为3 phr时,其拉伸强度比未添加SMA时提高了53.02%,冲击强度也有所提高,但复合材料的熔体流动速率会有所下降。     

POM/Fe复合材料的流变行为

用毛细管流变仪研究POM/Fe熔体的流变行为.讨论POM/Fe熔体的非牛顿性和Fe舍量、剪切速率对体系黏度的影响.温度对体系黏度的影响.结果表明:POM/Fe熔体均为假塑性流体;其熔体黏度随Fe粉含量的增加而增大.而且Fe粉含量低于4%时体系黏度小于POM熔体;各体系的黏流活化能变化不大.     

金属离子配位作用下PA6的受限结晶

采用熔融共混法,制备了聚酰胺6/氯化钙(PA6/CaCl2)复合材料。通过差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射法(XRD)研究了PA6基体在受限条件下的非等温结晶及晶型转变行为。结果表明:金属离子Ca2+与酰胺基团的络合配位作用使PA6/CaCl2复合材料中PA6的结晶行为和结晶度受到了限制。随着CaCl2含量的增加,PA6的结晶度、结晶峰温度、熔融峰温度逐渐降低,结晶速率减小,结晶半峰宽增大,当CaCl2的含量大于8%时,PA6变为无定形态;此外,CaCl2的引入有利于PA6中α晶的生成。     

超声辅助挤出对尼龙6性能的影响

在尼龙(PA)6的熔融挤出过程中引入超声振动外场,通过X射线衍射、高压毛细管流变性能、熔体流动速率测定、特性黏度测定和力学性能测试等手段研究超声振动对PA6性能的影响。结果表明,引入超声外场后,PA6的结晶度提高,热力学稳定的α晶型所占比例提高;特性黏度和粘均分子量降低,熔体黏度降低;力学性能基本保持不变。     

高含量碳纤维对尼龙6非等温结晶与熔融行为的影响

利用差示扫描量热仪（DSC）研究了高含量碳纤维（CF）对尼龙6（PA6）非等温结晶与熔融行为的影响。结晶行为研究结果表明，高含量CF的引入对PA6的结晶起到异相成核作用，提高了PA6的总结晶速率。熔融行为研究结果表明在低的降温速率下。CF诱导基体尼龙6形成亚稳态的γ^＊结晶，其熔融峰为一个明显的不对称单峰；高降温速率下为熔融双峰，低温峰为亚稳态的γ^＊结晶的熔融。而高温峰为亚稳态的结晶在升温过程中发生再结晶和再组合形成更稳定的γ结晶的熔融。     

良好分散尼龙6/多壁碳纳米管复合材料的研究

采用柔和混合法制备纳米粒子良好分散的尼龙-6/多壁碳纳米管(PA6/MWNTs)复合材料,采用差示扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射法(XRD)研究了MWNTs对PA6基体结晶熔融行为的影响。DSC结果表明,MWNTs的加入大幅度地提高了PA6的结晶温度(最高提高约20℃),基体的结晶度也有所提高,说明良好分散的MWNTs在PA6结晶过程中呈现明显的异相成核作用;XRD结果证实,分散良好的MWNT促进PA6形成α晶型,抑制γ晶型的形成。同时,MWNT的加入导致复合材料出现熔融双峰现象,其形状随MWNT含量的变化而改变,双峰结构可能是由于熔融过程中伴随着重结晶而引起的。