四臂星型尼龙6的合成与表征

以2,2,6,6-四丙酸环己酮为四官能团核心,进行己内酰胺的水解开环聚合,合成了四种不同臂长的四臂星型尼龙6,对产物的分子量进行了测定,并对其力学性能和流变行为进行了研究。结果表明,四臂星型尼龙6的分子量随着四丙酸环己酮含量的提高而降低,与相应分子量的线型尼龙6相比,星型尼龙6的拉伸强度和弯曲强度基本保持,冲击强度保持率在75%以上,断裂伸长率最大降低了15%,相对黏度降低了近25%,熔融指数提高了近4倍,平衡转矩降低了75%,表现出了较好的加工流动性。     

高含量炭纤维对尼龙6多重熔融行为的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了高含量炭纤维(CF)对尼龙6(PA6)多重熔融行为的影响．在较低温度等温结晶时，纯PA6呈现四重熔融峰，而CF／PA6(CFO)复合材料则呈现三重熔融峰，高含量炭纤雏的引入有利于PA6等温结晶形成稳定的α晶型，而不形成不稳定的r^*晶型。在较高温度等温结晶时，尼龙晶体生长主要由自身决定，以r晶型为主，CF表面诱导作用的影响减弱；两样品都呈现近似相同的熔融双峰。高含量CF加入使得尼龙的相对结晶度略有增大。     

LiCl改性尼龙6的结晶行为及受限机制

为了扩宽尼龙6(PA6)的工程应用领域,首先,通过熔融挤出制备了LiCl/PA6复合材料;然后,利用XRD、DSC、流变仪及电子拉伸试验机等研究了LiCl含量对PA6结晶行为和力学性能的影响及结晶的受限机制。结果表明:随LiCl含量的增加, LiCl/PA6复合体系的成核温度、晶体生长温度及熔融温度均向低温方向移动;成核密度和速率均逐渐减小,导致结晶能力下降,结晶度由原来的36.5%降低为5.6%;γ晶结晶度逐渐降低,而α晶结晶度先增大后减小, γ晶与α晶发生转变。此外, LiCl/PA6复合材料的拉伸强度和冲击强度均先增大后减小;当LiCl含量为6.0wt%时,冲击强度达到最大值7.9 kJ/m2,是纯PA6的冲击强度(5.5 J/m2)的1.44倍。      

改性碳纤维增强尼龙6复合材料的制备及性能

通过硝酸酸化处理及尼龙溶液浸渍上浆处理对碳纤维(CF)进行表面改性,制备高强度、高模量,同时具有低熔指和优异加工性能的CF增强尼龙6(PA6)复合材料。采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和熔融指数仪等方法,对复合材料的微观结构、力学性能和结晶行为进行测试和表征。结果表明,经过PA6溶液浸渍上浆处理后的CF表面形成了一层PA6薄膜覆盖层,大大增强了CF与PA6基体的结合力,改善了CF的分散性,提升了复合材料整体的强度与模量,改性CF加入量为8%(质量分数)时复合材料拉伸强度提升80.8%,弹性模量提升513.9%。进一步对复合材料结晶行为的分析表明,改性CF的加入能够促进PA6由γ晶型向更稳定的α晶型转变,提高其结晶温度及结晶速率,使复合材料的结晶更加均匀、完善,从而提高体系黏度,降低复合材料熔融指数,显著提升了复合材料的加工性能。     

界面相互作用对尼龙6/SEBS共混体系流变行为的影响

利用高压毛细管流变仪研究了SEBS-g-MAH对PA6／SEBS共混体系的流变行为影响，结果表明，PA6／SEBS共混体系的粘度随SEBS增加先降低后升高；PA6／SEBS—g—MAH共温体系的粘度随SEBS-g—MAH含量增多有较大幅度的增加；将SEBS和SEBS—g—MAH混合使用时，共温材料的流变行为表现为二者的协同作用结果，其中SEBS—g—MAH对共混材料流变性能的影响更大．红外分析的结果表明，共混后SEBS—g—MAH与尼龙6发生了反应，生成群离羧酸，并且随SEBS—g—MAH含量的增加，游离羧酸的量也逐渐增加，即共混后增加了体系中分子键长度，流动时分子键间更易发生缠结，使粘度增加，这与高压毛细管流变实验的结果是对应的。     

纳米SiO2与玻璃纤维含量对尼龙6显微硬度的影响

通过原位聚合和螺杆挤出法制备了尼龙6/SiO2纳米复合材料、尼龙6/GF复合材料和尼龙6/SiO2/GF纳米复合材料。利用显微硬度计对不同纳米SiO2和玻璃纤维(GF)含量的三种复合材料进行了测量,结果表明,对于尼龙6/SiO2纳米复合材料或者尼龙6/GF复合材料而言,材料的显微硬度随着纳米SiO2含量或者GF含量的增加而增大;对于尼龙6/SiO2/GF纳米复合材料而言,当GF含量一定时,SiO2含量高的材料显微硬度相应要高;从整个曲线来看,随着GF含量的增加,材料的显微硬度呈现先上升然后下降再上升的趋势。     

环氧树脂改性聚乳酸/低熔点尼龙6复合材料的结构和性能

用“熔融挤出-热拉伸-淬冷”法制备环氧树脂改性聚乳酸(ePLA)/低熔点尼龙6(LMPA6)复合材料,使用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、流变仪和电子拉伸机等手段研究了具有不同LMPA6含量的ePLA/LMPA6复合材料的结晶行为、热性能、流变性能以及力学性能。DSC结果表明,LMPA6的加入改变了PLA的晶体结构,显著改变了复合材料体系的冷结晶温度、冷结晶熔融温度。热重分析(TGA)结果表明,LMPA6的加入提高了ePLA/LMPA6复合材料的热稳定性。动态力学性能结果表明,LMPA6的加入提高了ePLA/LMPA6复合材料的玻璃化转变温度(T_g)。流变学测试结果表明,应变(γ)超过临界应变(γ_C)后储能模量(G')呈非线性下降,出现“Payne”效应。这种复合材料表现出非牛顿流体的特性—“剪切变稀”行为,而且随着LMPA6含量的提高体系的“剪切变稀”行为更加明显。根据扫描电镜照片,在LMPA6含量为7％的体系中出现微纤结构,使其相容性最好。LMPA6的加入在一定程度上提高了复合材料的强度和韧性,特别是LMPA6含量为7％的复合材料其拉伸强度(72.8MPa)和冲击强度(5.0 kJ/m²)达到极值,比改性聚乳酸(65.7 MPa,2.8 kJ/m²)分别提高了10.8%和78.6%。     

蒙脱土含量对尼龙1010复合材料流变行为的影响

通过熔融共混挤出法制备了不同蒙脱土(OMMT)含量的尼龙1010(PA1010)的复合材料,研究了OMMT的含量对PA1010/OMMT复合材料流变性能的影响。流变行为研究结果表明,增加OMMT的用量,复合材料储能模量、损耗模量、黏流活化能增大,零剪切黏度明显提高,当OMMT的用量大于5 phr时,PA1010/OMMT体系的黏度发生突变,储存模量-角频率曲线在低频区出现第二平台,对应于应变扫描曲线上出现的2段线性黏弹区域,而稳态流变测试表明,在210℃共混体系黏度随剪切速率的增大而减小,属于非牛顿流体,呈现出剪切变稀的现象,而透射电镜、X射线衍射结果表明,当OMMT的用量为7 phr时,OMMT主要以剥离的形式分散在基体中。     

炭纤维表面官能团异氰酸酯化及阴离子接枝尼龙6研究--(Ⅲ)接枝对CF/PA6复合材料中PA6多重熔融行为的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了炭纤维(CF)表面异氰酸酯化改性后阴离子接枝尼龙6(PA6)对CF／PA6复合材料中PA6的多重熔融行为的影响。结果表明：CF的加入和其表面的接枝改性都会改变PA6等温结晶所得晶体的晶型和结晶度，且此作用与等温结晶的温度有关。较低的结晶温度下，未接枝CF表面的诱导作用有利于基体PA6形成稳定的α晶型；而表面接枝改性CF与PA6界面相互作用的提高会阻碍基体形成稳定的α晶型，主要形成γ和γ^o晶型。较高温度下，未改性CF表面的诱导作用减弱，基体与纯PA6一样主要形成γ晶型；而接枝改性CF则使得基体倾向形成亚稳定的γ^o型结晶。且未接枝CF的加入使得PA6的表观相对结晶度增大。而CF接枝改性后复合材料的表观相对结晶度减小。     

以三元酸为调节剂的尼龙6熔融行为研究

用1，3，5－苯三甲酸作为分子量调节剂进行己内酰胺水解聚合，所得到的聚合物为尼龙6星型高分子和一些尚未封端的线型链高分子，在DSC图谱上显示的熔融峰为一个主峰和一个位于其低温侧的小峰或肩，反映了较完整晶体与较不完整晶体的熔融，随聚合过程中苯三甲酸含量的增加，聚合物主峰的温度逐步下降，而结晶度的变化是先升后降再升，在热的作用下，线型链尼龙6具有较稳定的结晶性能，而星型尼龙6的结晶性有所下降。     

CSW/POE-g-MA/PA6三元复合材料的结构和性能

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)对CaSO4晶须/尼龙6(CSW/PA6)共混物增韧改性,研究了CSW/PA6和CSW/POE-g-MA/PA6复合材料的力学性能、热性能、形貌和加工性能。适量添加CSW可同时提高PA6的刚性和韧性。与纯PA6性能比较,10%CSW/PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别增大7.5%、9.1%、21.1%和11.6%;当CSW含量增至30%,CSW/PA6的韧性明显降低。POE-g-MA可促进PA6基体中CSW的均匀分散,增强CSW与PA6的界面粘附,提高CSW/PA6(30/70)的冲击韧性。源于CSW和POE-g-MA的协同作用,CSW/POE-g-MA/PA6(30/5/65)的冲击强度和弯曲模量与纯PA6相比较,分别提高了36.8%和22.1%,拉伸和弯曲强度接近纯PA6。     

CSW/POE-g-MA/PA6三元复合材料的结构和性能

采用马来酸酐接枝乙烯一辛烯共聚物(POE-g-MA)对CaS04晶须/尼龙6(CSW/PA6)共混物增韧改性,研究了csw/PA6和CSW/POE-g-MA/PA6复合材料的力学性能、热性能、形貌和加工性能.适量添加CSW可同时提高PA6的刚性和韧性.与纯PA6性能比较,10％CSW/PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别增大7.5％、9.1％、21.1％和11.6％;当CSW含量增至30％,CSW/PA6的韧性明显降低.POE-g_MA可促进PA6基体中csw的均匀分散,增强CSW与PA6的界面粘附,提高CSW/PA6 (30/70)的冲击韧性.源于CSW和POE-g-MA的协同作用,CSW/POE-g-MA/PA6 (30/5/65)的冲击强度和弯曲模量与纯PA6相比较,分别提高了36.8％和22.1％,拉伸和弯曲强度接近纯PA6.     

PP/PA6/nano-CaCO3三元复合材料的结晶行为

通过应用偏光显微镜、广角X射线衍射、差示扫描量热(DSC)等手段分析和表征了PP/PA6/nano-CaCO3聚丙烯三元复合材料共混体系各组分对其结晶性能的影响。研究发现,PA6、nano-CaCO3对改性聚丙烯复合材料均有诱导成核结晶的作用,加入nano-CaCO3的复合材料的诱导结晶作用要高于加入PA6的复合材料,同时复合材料的结晶温度和结晶速率得到提高。改性后的复合材料结晶度都有不同程度的下降,其中PP/PA6/POE-g-MAH的结晶度为31.83%,PP/PA6/nano-CaCO3/POE-g-MAH的为33.83%。     

EPDM-g-MAH对PPO/PA6共混体系结构与性能的影响

通过双螺杆熔融反应挤出,获得了马来酸酐化的三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH),并将其与聚苯醚(PPO)、尼龙6(PA 6)共混,制备了PPO/PA 6/EPDM三元共混合金。研究了弹性体EPDM-g-MAH中MAH用量以及EPDM-g-MAH用量对PPO/PA 6共混体系力学性能和相态结构的影响。结果表明:EPDM-g-MAH中MAH用量在1%~2%范围内,可显著改善EPDM与PPO/PA 6共混体系的相容性,大大提高共混合金的韧性;在三元共混体系中,随着弹性体EPDM-g-MAH用量的增加,冲击强度和断裂伸长率提高,但拉伸强度降低。     

静电纺工艺参数对含银PA6纳米纤维直径的影响

为了研究静电纺工艺参数对含银PA6纳米纤维直径分布的影响,采用静电纺丝技术,在不同含银量、纺丝液质量分数、纺丝电压、接收距离(C-SD)、喷嘴直径条件下制备出含银PA6纳米纤维膜.利用扫描电镜(SEM)及相关软件分析纳米纤维直径分布及形态,在银溶胶质量分数0.2%～0.4%、纺丝液质量分数10%～16%、纺丝电压12～21kV、接收距离9～18cm、喷嘴直径0.5～1.2mm的实验范围内,纳米纤维的平均直径为70～90nm;纳米纤维直径随银溶胶质量分数的增加而减小,随纺丝液质量分数的增加而增大,随喷嘴直径的增大而增大;电压和接收距离对纳米纤维直径的影响较小.     

尼龙6/聚乳酸共混物的结构及性能

采用熔融共混法制备了尼龙6/聚乳酸(PA6/PLA)共混物,探索性研究了聚乳酸(PLA)部分替代尼龙6(PA6)的可行性。通过力学性能测试、扫描电镜(SEM)形态观察和热稳定性分析,研究了共混物的性能。研究结果表明,当PLA的含量不超过30%时,PA6/PLA共混物的拉伸强度在纯PA6拉伸强度的96%以上,拉伸模量是纯PA6的1.16～1.6倍;维卡软化点在173℃以上,热稳定性良好;形态观察发现共混物中PA6和PLA两相界面结合紧密,具有良好的相容性。而当PLA的含量超过40%时,PA6/PLA共混物的拉伸强度和热稳定性明显降低。     

MC尼龙6/Kevlar纤维复合材料的动态流变性能

利用应力熔体流变仪研究了MC尼龙6及MC尼龙6/Kevlar纤维(KF)复合材料的动态流变性能。结果表明,随着剪切频率ω的增加,MC尼龙6及其复合材料熔体的动态黏度η′均减小,储能模量G′和损耗模量G″均增大;随着纤维用量的增加,MC尼龙6的熔体黏度呈增加的趋势;低频率时,纯MC尼龙6熔体以粘性流动为主,高频率时,熔体以弹性流动为主;加入纤维后,复合材料的熔体以粘性流动为主,且不同纤维含量的复合材料有着相似的G′~ω和G″~ω。这些结论也可由lgG′~lgG″关系图得到。