聚(苯乙烯-丙烯酰胺)/蒙脱土核壳结构材料改性聚酰胺6的性能研究

用自制的以有机蒙脱土（OMMT）为核、聚苯乙烯为次外层、聚丙烯酰胺为外层的新型聚(苯乙烯-丙烯酰胺)/OMMT核壳结构,通过熔融共混法制备了含3 %（质量分数,下同）核壳结构的改性聚酰胺6（PA6）。研究了改性PA6的力学性能、加工流动性能、结晶性能和热稳定性能。结果表明,核壳结构改性PA6能明显提高材料的弯曲性能,其弯曲强度较纯PA6提高了1.44 %,弯曲模量提高了3.46 %;核壳结构对PA6的结晶有成核作用,材料的结晶温度提高了8.5 oC,结晶度提高了3.3 %;核壳结构改性PA6与纯PA6具有基本一致的热稳定行为;核壳结构还能有效提高PA6的加工流动性,其熔体流动速率是纯PA6的2.18倍。     

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。     

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....     

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。     

3D打印用PA6/PA12复合粉末的制备与性能

采用溶剂沉淀法制备了用于3D打印的尼龙(PA)6/PA12复合粉末,使用扫描电子显微镜和X射线衍射对复合粉末微观形貌与结构进行分析,使用差示扫描量热测试了复合粉末的熔融和结晶温度,同时测试了不同PA12含量下复合粉末的表观密度、粒径分布、熔体流动速率(MFR)和注射成型件的力学性能。结果表明,复合粉末颗粒近球形,其结晶度明显低于纯PA6粉末的结晶度,当PA12的质量分数增加至20%时,复合粉末的结晶度由纯PA6的66.48%降至42.66%;随着PA12含量的增加,复合粉末的表观密度减小,粒径大于150μm的粉末含量增加,当PA12质量分数为20%时,复合粉末的表观密度仍大于0.35g/cm~3,粒径在75～100μm的粉末含量虽有所减少,但仍在70%以上,且加入成核剂可明显减少大粒径粉末的含量;MFR及注射成型件的韧性随PA12含量增加而提高,但成型件强度和模量下降;PA12使复合粉末的烧结温度有明显的降低,烧结温度窗口增大,有利于选择性激光烧结。     

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 %。     

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.     

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。     

PA6/长玻纤/氯化钙复合材料结构与性能研究

采用熔融挤出工艺制备了尼龙(PA)6/长玻璃纤维(LGF)/氯化钙复合材料;研究了LGF含量对复合材料力学性能、维卡软化点、结晶性能的影响.结果表明,LGF的加入可以提高PA6的结晶速率和结晶度;当LGF质量分数为30％时结晶度最大,达到33.1％.随着LGF含量的增加,复合材料的力学性能及维卡软化点温度均大幅提高,当...     

LiCl对PA1010/LiCl复合材料结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法制备了尼龙1010/氯化锂(PA1010/Li Cl)复合材料,研究了Li Cl对PA1010结晶行为和力学性能的影响。结果表明:Li Cl的加入能降低PA1010的结晶温度,使PA1010的结晶度降低,提高复合材料的透明性,当Li Cl质量分数为6%时,PA1010已经完全不能结晶。并且Li Cl的加入能够提高复合材料的拉伸强度和冲击强度,当Li Cl质量分数为4%时,复合材料的冲击强度最大。     

基于生态修复的碳纤维复合材料制备与性能研究

采用熔融浸渍工艺制备了基于生态修复的碳纤维复合材料,研究了碳纤维质量分数对CCF/PA6复合材料物相组成、动态力学性能、热稳定性和拉伸性能的影响。结果表明：纯PA6含有α和γ晶型;CCF/PA6复合材料中只存在γ衍射峰,α衍射峰基本消失;不同碳纤维质量分数的CCF/PA6复合材料的储能模量、玻璃化转变温度、初始结晶温度、结晶峰温度、初始结晶温度都相对纯PA6有所增加,结晶结束时间缩短。相较于纯PA6的拉伸强度(71 MPa),而不同碳纤维质量分数的CCF/PA6复合材料的拉伸强度相对PA6都有不同程度地提高;随着碳纤维质量分数的增加,CCF/PA6复合材料的拉伸强度先增大后减小,在碳纤维质量分数为45%时取得最大值987 MPa。基于生态修复的CCF/PA6复合材料中适宜的碳纤维添加量为45%。     

单环氧化合物接枝改性PA6材料的制备及其性能研究

利用反应挤出法制备了聚酰胺6（PA6）接枝新癸酸缩水甘油酯（GND）改性材料,通过红外光谱分析对改性产物的分子结构进行了测试,并对改性材料的结晶性能、流变性能和力学性能等进行了研究。结果表明,单环氧化合物能够在挤出过程中与PA6发生接枝反应,生成支化PA6产物;接枝链降低了PA6的结晶速率和结晶度,在宏观上相应地表现出材料力学性能的变化;GND最佳用量范围为1~3份,当其用量为1份时,相对于纯PA6,支化PA6的拉伸强度降低了8 %,断裂伸长率和缺口冲击强度分别提高了161 %和35 %。     

超细胶粉/PA6复合材料结晶行为研究

笔者对PA6及其与超细全硫化丙烯酸酯胶粉(以下简称UFAPR)共混体系的结晶性能及结晶动力学进行了研究，结果表明PA6及其与UFAPR共混物的晶体的生长方式相同；等速降温结晶研究结果表明，加入胶粉后，PA6的结晶度有所提高，共混物的结晶温度与纯PA6比呈升高趋势，说明UFAPR在PA6中有强的成核作用，其加入可以明显提高PA6的结晶速率和结晶温度，使晶粒分布变窄。     

高结晶度iPP/TMC-300复合材料的制备及性能

以全同立构聚丙烯(iPP)和癸二酰二苯甲酰肼(TMC-300)为原料,通过熔融共混技术制备了iPP/TMC-300复合材料,采用DSC、XRD、SEM、POM和力学测试仪器考察了成核剂TMC-300对iPP结晶和熔融行为、晶体结构以及力学性能等的影响。结果表明:TMC-300对iPP有显著的成核效果,当TMC-300的质量分数为0.6%时,iPP的结晶温度由纯iPP的117.2℃提高到126.9℃,其成核效率可达到56.3%;在130℃下等温结晶,纯iPP的半结晶时间(t1/2)为4.85 min,当TMC-300的质量分数为0.2%时,t1/2变为0.52 min,减小了89%。同时,TMC-300的添加并没有改变iPP的晶体结构,而且添加TMC-300的iPP的冲击断裂表面相对纯iPP呈现出了明显的多褶皱韧性断裂形貌特征,TMC-300的质量分数为0.2%时,复合材料的断裂伸长率由纯iPP的674.8%提高到了833.2%,缺口冲击强度由32.5 J/m提高到了43.2 J/m。将TMC-300与成核剂TMC-328、HPN-68L对iPP的结晶与力学性能影响进行了对比,TMC-300的质量分数为0.2%时的结晶峰温度为126.2℃,较TMC-328的质量分数为0.2%时的125.2℃略高,其缺口冲击强度(43.2 J/m)较HPN-68L的质量分数为0.2%时的(37.3 J/m)提高了15.8%。     

尼龙6改性超高分子量聚乙烯

采用挤出成型工艺制备了尼龙6(PA6)改性超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)共混材料。研究了PA6含量对PE–UHMW/PA6共混材料热性能及力学性能的影响。研究表明,PA6质量分数为30%时维卡软化温度达到145.9℃,较纯PE-UHMW提高了14℃,邵氏硬度达到69,较纯PE-UHMW提高了15%;共混材料的缺口冲击强度随PA6质量分数的增加而降低,在PA6含量不变的条件下,添加适量的增容剂能够改善共混材料的缺口冲击强度。同时结合DSC测试共混材料中PE–UHMW的结晶度与对共混材料的微观形貌扫描观察,进行了PE–UHMW与PA6的作用机理分析。     

PA6/LDPE/PE-g-MAH共混纳米纤维的制备及结构研究

采用共混海岛纺丝法制备聚酰胺6/低密度聚乙烯/聚乙烯接枝马来酸酐(PA6/LDPE/PE-g-MAH)共混纤维,溶解剥离出LDPE基体相,可制备出PA6纳米纤维;研究了共混物的组成和纺丝条件对共混纤维的相结构、结晶、力学性能及PA6纳米纤维直径的影响。结果表明:随着共混物中PA6分散相含量增加,PA6纳米纤维的直径逐渐增大;PA6质量分数从30%增加至60%时,PA6纳米纤维平均直径由107 nm增至149nm;PA6质量分数为70%时,由于相逆转无法得到PA6纳米纤维;在PA6质量分数为55%条件下,提高拉伸倍数,PA6纳米纤维的直径进一步降低,且结晶度、力学性能增加。     

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。     

连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备

通过熔融浸渍和高温高压法采用连续碳纤维(LCF)增强聚酰胺(PA)6制备了高性能复合材料(LCFRPA6)。研究了LCF用量对LCFRPA6的微观形貌、动态力学性能、动态流变性能、拉伸强度及结晶动力学的影响。结果表明:随着LCF用量的增加,LCFRPA6的力学性能明显提高;当LCF质量分数为10%时,LCFRPA6在100 ℃时的储能模量为10 900 MPa,较基体树脂PA 6提高了2个数量级;PA 6的等温结晶机理为均相成核和异相成核共存,而LCFRPA6则以异相成核结晶为主。     

炭黑改性聚苯硫醚纤维性能研究

在聚苯硫醚(PPS)树脂中加入少量的炭黑制成切片,采用熔融纺丝法制得改性PPS纤维。研究了炭黑的加入量对改性PPS纤维的取向、结晶和热性能的影响,以及改性PPS纤维经紫外光老化前后力学性能的变化。结果表明:加入炭黑可使PPS纤维取向度降低,结晶度提高;炭黑质量分数为1.5%的改性PPS纤维耐热性较好;经紫外光照射192 h后,与纯PPS纤维相比,其断裂强度保留率提高了30.3%,断裂伸长保留率提高了41.4%,抗紫外光老化性能得到了改善。     

β-成核剂对抗冲共聚聚丙烯及其复合材料结晶性能的影响

采用差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪研究了β-成核剂与滑石粉对高抗冲共聚聚丙烯SP179结晶行为的影响。结果表明:β-成核剂及滑石粉的加入均使结晶温度向高温方向偏移,成核剂与滑石粉共同改性的SP179的结晶温度高于用成核剂或滑石粉单独改性的SP179;β-成核剂改性的SP179的结晶度未发生明显变化,但改性后的SP179中有部分α晶型向β晶型发生了转变,且β晶型质量分数可达75%;滑石粉在SP179的结晶过程中起到了异相成核的作用,使SP179的结晶和熔融温度均得到了提高。