聚酰胺6/连续碳纤维复合材料的结晶行为

利用自行设计的浸渍装置,通过熔融浸渍法制备了连续碳纤维增强聚酰胺6(PA6/LCF)复合材料。研究了LCF对PA6/LCF复合材料结晶行为的影响。结果表明,LCF的加入对PA6基体具有异相成核作用,增容剂苯乙烯马来酸酐共聚物(SMAH)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入均能促进LCF对PA6基体的异相成核作用。PA6的等温结晶均相成核和异相成核共存,PA6/LCF复合材料则以异相成核结晶为主。非等温结晶研究表明,随着冷却速率的增加,PA6,PA6/LCF复合材料的结晶速率变大,半结晶时间降低。     

PAA用量对PA6/PAA共混物性能的影响

采用摩尔比为1.02的均苯四羧酸二元酐(PMDA)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂合成出了高黏度的聚酰胺酸(PAA),并以共混挤出的方式制备了不同PAA含量的PA6/PAA共混物。研究了PAA用量对共混物的力学性能、热变形温度、结晶性能的影响。结果表明:当PAA用量小于5%时,PAA的羧基与PA6间的反应以及小分子的增塑作用明显,从而使PA6的结晶速率和结晶度降低;用量大于5%时,PAA高温酰亚胺化成为第二相占主导,其固化的聚酰亚胺可能能够起到异相成核作用,促使力学性能和热变形温度的提升。     

含纳米二氧化硅的PA6纤维的结构和性能研究

以差示扫描量热法、扫描电镜等研究了含纳米二氧化硅的PA6纤维的热性能、力学性能和形态结构。结果表明:质量分数为1％和3％的纳米二氧化硅可均匀分散在PA6中,质量分数为3％时PA6纤维的力学性能如拉伸强度、模量达最大值。纳米二氧化硅可起异相成核剂的作用,提高起始结晶温度,但对PA6纤维熔点无明显影响。     

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。     

PA6/海泡石复合材料的制备及性能研究

将海泡石酸活化后经熔融共混制备了聚酰胺(PA)6/海泡石复合材料,研究了复合材料的微观结构、吸湿性能、结晶行为及力学性能.结果表明,海泡石在PA6树脂中分散均匀;当海泡石质量分数为25%时,复合材料的饱和吸水率由纯PA6的11.0%下降到8.3%,吸湿性能得到改善,拉伸强度和弯曲强度则分别提高了13.5%和35.0%;复合材料中PA6的晶体尺寸变小,结晶温度升高,海泡石起到了异相成核的作用.     

马来酸酐接枝物对PE/PA6共混物相容性的影响

采用熔融共混法制备了PP/PA6/POE-g-MAH和PP/PA6/PP-g-MAH共混物。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪分析和力学性能测试研究了增容剂POE-g-MAH和PP-g-MAH对PP/PA6共混物相容性、形态结构和宏观力学性能的影响。结果表明,在PP/PA6共混体系中分别加入POE-g-MAH和PP-g-MAH不仅能显著改善两相界面的相容性,减小分散相的粒径,而且能使共混物的力学性能显著提高。当增容剂的用量为5份时,PP/PA6共混物有较好的综合力学性能。POE-g-MAH和PP-g-MAH增容PP/PA6共混体系非等温结晶行为的研究表明,POE-g-MAH和PP-g-MAH均能促进PA6对PP基体的异相成核作用。     

碳纤维增强聚酰胺6复合材料的结晶行为研究

通过偏光显微镜和差示扫描量热仪(DSC)研究了碳纤维(CF)和滑石粉对聚酰胺6(PA6)结晶行为的影响。结果表明,CF的加入在PA6和CF的界面诱发横晶,CF和滑石粉在PA6基体中起到了异相成核作用,改变PA6的成核机理和晶体生长方式,提高了起始结晶温度和结晶速率。结晶速率随普等温结晶温度的升高而下降。当冷却速率增大时,起始结晶温度下降,结晶度增大。     

复合成核剂改性PA 6的力学性能和结晶行为

以苯甲酸钠和海泡石为成核剂改性聚酰胺(PA)6,研究了成核剂种类和含量对PA 6力学性能、负荷变形温度和结晶行为等的影响。结果表明:当加入0.20 phr成核剂时,海泡石和苯甲酸钠分别使PA 6的弯曲应力提高13.3%,1.9%,而海泡石和苯甲酸钠复配使用可使PA 6的弯曲应力提高15.9%;加入0.20 phr的海泡石/苯甲酸钠复合成核剂,PA 6的负荷变形温度达到185℃,高于单独加海泡石的PA 6(181℃)和单独加苯甲酸钠的PA 6(171℃);海泡石/苯甲酸钠复合成核剂使PA 6获得更好的结晶性能。     

无机成核剂改性聚酰胺6/碳纤维复合材料的结构与性能

以钛酸钾晶须（PTW）、高岭土（Kaolin）和滑石粉（Talc）为成核剂,制备了无机成核剂改性聚酰胺6/碳纤维（PA6/CF/NA）三元复合材料。通过分析复合材料的力学性能、动态热力学性能、微观形貌、结晶行为、晶体结构、热性能等对其结构和性能进行了系统的研究。结果表明,加入Talc可以大幅提高PA6/CF复合材料的冲击性能,添加2%（质量分数,下同）的Talc时,复合材料的冲击强度提高了44.5%;Talc在挤出过程中能够充分解离成片层并均匀地分散在PA6基体中,PA6/CF/Talc复合材料中存在大量纤维拔出后形成的孔洞,片层与基体黏结较好;与PTW和Kaolin相比,Talc突出的异相成核作用可以显著提高PA6/CF复合材料的结晶温度,并促进PA6形成更为完善的晶体结构。     

尼龙6/碳化硅复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混方法制备了尼龙6 (PA6)/碳化硅(SiC)复合材料;研究了不同SiC添加量对PA6/SiC复合材料的力学性能、结晶行为、断面形貌以及动态力学性能的影响。力学性能结果表明,加入SiC后,复合材料的力学性能明显提高,当SiC含量为5 phr时,复合材料的拉伸强度达到最大值70. 47 MPa,较PA6纯料提高了49. 51%,冲击强度达到7. 72 kJ/m~2,较PA6纯料提高了17. 3%,断裂伸长率从PA6纯料的2%提高到36. 6%。动态力学行为的测试结果显示,加入SiC后,在测试温度范围内,储能模量(E')均高于PA6纯料。DSC结果表明,加入SiC后,复合材料的结晶温度向高温移动,结晶度提高,并且结晶半峰宽降低,表明SiC起到了成核剂的作用,促进了PA6材料的结晶。SEM图像显示,SiC的加入促使PA6断面出现空穴化现象,产生剪切屈服,从而达到增韧效果。     

硫酸钙晶须增强PA66复合材料的制备及性能

采用共混的方法制备了PA66/CSW复合材料,研究了CSW添加量对PA66/CSW复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明,CSW的加入对PA66/CSW复合材料具有明显的异相成核作用,PA66/CSW复合材料的T_m和X_c得到了不同程度的提高。PA66/CSW复合材料的拉伸强度随着CSW用量的增加先增加后减小,在CSW用量为15%时达到最大值;PA66/CSW复合材料的断裂伸长率随着CSW用量的增加逐渐减小。PA66/CSW复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量随着CSW用量的增加先增加后减小。PA66/CSW复合材料的冲击强度(韧性)随着CSW用量的增加先减小后增加。     

环状二聚体共混改性聚酰胺6的制备及其性能研究

以萃取浓缩液分离得到的环状二聚体、工业白油、聚酰胺6(PA 6)基础树脂为原料,通过共混改性制得环状二聚体改性PA 6,研究了环状二聚体对PA 6结晶及力学性能的影响及其成核机理。结果表明：环状二聚体质量分数为0.2%的改性PA 6的结晶度为25.14%,与纯PA 6的结晶度接近,但结晶温度较纯PA 6提升了24.6℃,且结晶峰变窄;随着环状二聚体加入量的增加,环状二聚体改性PA 6的断裂强度、冲击强度先升后降;加入环状二聚体质量分数为0.2%的改性PA 6的力学性能与加入成核剂P22质量分数为0.1%的改性PA 6相当;环状二聚体在PA 6中起成核作用。     

相容剂对CF/PA6共混物结构与性能的影响

通过挤出共混法制备了CF/PA6/PP-g-MAH和CF/PA6/SMA复合材料。采用SEM、DSC、DMA及力学性能测试,研究了PP-g-MAH和SMA对CF/PA6(5/95)共混物的微观形态、结晶行为及力学性能的影响。结果表明:2种相容剂对CF/PA6共混物都有明显的增容作用,其中SMA的增容效果较好;共混物的拉伸强度、冲击强度、弯曲性能及储存模量显著提高,玻璃化转变温度向高温区移动;SMA和PP-g-MAH均能促进CF对PA6基体的异相成核作用。     

不同成核剂对PA6性能的影响及表征

本项目研究了不同尼龙成核剂对PA6结晶及应用性能的影响。结果表明,不同尼龙成核剂的引入均可以促使PA6异相成核,微观表现为结晶温度提高,晶核密度增加,成型周期缩短;宏观表现为拉伸性能增加,弯曲模量提高,双向平衡收缩比更趋近于1,PA6尺寸稳定性更好。复合尼龙成核剂TMN-1022的性能表现最优。     

PA66/PET共混体系的相互成核及结晶行为

采用小型混合挤出装置制备PET/PA66共混体系,系统地研究其结晶行为、动态力学性能以及相形貌变化.结果表明:PET和PA66之间存在着较强的互为成核作用,添加5%的PET(或PA66),即可使体系中另外一种树脂的结晶温度显著提高;PA66的成核作用可使PET的结晶温度、结晶速率和结晶度得到较大的提高,而PET的成核作用只能提高PA66的结晶温度和结晶速率;PA66和PET之间的互为成核作用,特别是PA66对PET所产生的成核和结晶促进作用,有利于改善PA66/PET共混体系合金的力学性能.     

PA6/NMA共混物的制备及其性能研究

以聚酰胺6(PA6)为基体、自制N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐二元共聚物(NMA)为耐热改性剂,通过熔融共混法制备了PA6//NMA共混材料。并采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、热变形温度及力学性能测试等手段研究了NMA用量对PA6/NMA共混物熔融结晶行为、热性能及力学性能的影响。结果表明:随着NMA用量的增加,PA6/NMA共混物的熔融温度、结晶温度、结晶度以及熔融焓均逐渐降低,而且共混物的最大分解温度较纯PA6显著提高;随着NMA用量的增加,PA6/NMA共混物的力学性能及热性能均明显改善,其中当NMA用量为10份时,共混物的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度及热变形温度分别增至113.8 MPa、3 146 MPa、80.4 MPa以及71.5℃,较纯PA6提高了25.1%、31.9%、15.7%和27.5%;另外,随着NMA用量的增加,共混物的熔体流动速率(MFR)大幅下降,其中当NMA用量增至10份时,共混物的MFR降至5.3 g/10min。     

高性能碳纤维增强尼龙10T复合材料制备与性能

以半芳香族尼龙聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)为基体树脂,采用碳纤维(CF)增强改性的方式制备高性能CF增强PA10T复合材料,研究不同质量分数的CF对PA10T/CF复合材料力学性能的影响。通过扫描电子显微镜对PA10T/CF复合材料的断面形貌进行分析,结合X射线衍射分析和差式扫描量热分析对复合材料的熔融、结晶过程和晶体结构进行分析,采用热重分析测试了复合材料的热稳定性。结果表明,CF的加入显著提高了PA10T/CF复合材料力学性能,当CF质量分数为30%,PA10T/CF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到253,360 MPa和20.1 GPa,比纯PA10T的性能分别提高216%,323%和675%。CF在复合材料结晶过程中起到异相成核作用,为结晶过程提供大量晶核,CF诱导α晶型PA10T晶态结构发生变化;同时也对分子链的运动折叠产生阻碍,导致晶粒生长不完善出现晶粒细化现象。加入CF后,复合材料结晶温度提高,结晶度随CF含量提高呈先下降后上升的变化趋势,同时热稳定性提高,当CF质量分数为10%时,复合材料热分解起始温度及失重50%的温度分别比纯PA10T提高10....     

MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6性能的影响

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/多壁碳纳米管/十溴二苯乙烷-三氧化二锑(PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3)阻燃复合材料,通过极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL 94)、热重分析(TG)、差示扫描量热分析(DSC)、力学性能测试等方法研究了不同质量比的MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料阻燃性能、热稳定性、力学性能以及非等温结晶行为的影响。结果表明:MWNTs的加入起到异相成核剂的作用,提高了复合材料的结晶速率且改变复合材料的晶型,同时使复合材料的热稳定性能得到改善。其中,当MWNTs含量为1%、DBDPE-Sb2O3含量为15%时,PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料的LOI可达30.72%,垂直燃烧等级达到FV-0级,同时复合材料具有较好的力学性能。     

原位聚合免喷涂PA6/滑石粉纳米复合材料及其性能

通过原位聚合法制备免喷涂聚酰胺(PA) 6/滑石粉纳米复合材料(n-PA6),测试了合成的PA6和n-PA6的物理力学性能,通过扫描电子显微镜观察复合材料的微观结构,利用差示扫描量热仪分析复合材料的熔融和结晶行为,以及利用热重法分析复合材料的热降解过程。结果表明,该原位聚合法可使滑石粉以纳米状态均匀分散在PA6基材中,并且滑石粉和PA6结合得比较紧密,界面粘结性较好,滑石粉的引入对PA6的结晶起到了异相成核的作用,提高了结晶速率和结晶度,同时也对应地提高了力学性能,与PA6相比,n-PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量和热变形温度分别提高了20.25%,36.63%,63.32%和83.64%,同时引入滑石粉后,n-PA6的热稳定性得到提高,免喷涂效果以及光泽度得到改善。     

铸型PA 6/TiO2纳米复合材料的非等温结晶行为

采用差示扫描量热法(DSC)研究了铸型聚酰胺(PA)6/TiO2纳米复合材料在不同冷却速率下的非等温结晶行为,并用Jeziomy法、Ozawa法和Mo法对DSC测定结果进行了处理。结果表明：纳米TiO2对铸型PA6起到异相成核的作用,提高了铸型PA6的结晶速率和结晶峰温,缩短了半结晶时间。3种方法对比后发现：Ozawa法不适用于铸型PA6及其纳米复合材料非等温结晶动力学的处理,Jeziomy法基本适合,而Mo法最适合。采用Kissinger法计算出铸型PA6及其TiO2纳米复合材料的结晶活化能,发现纳米粒子提高了铸型PA6的结晶活化能．说明纳米TiO2阻碍了铸型PA6的分子链在结晶时的运动。