MC尼龙6/SiO2纳米复合材料的制备与表征

用原位聚合法制备了MC尼龙6／SiO2纳米复合材料。当纳米SiO2的加入量为1％时,复合材料的力学综合性能最优。与纯MC尼龙相比,拉伸强度提高21％,弯曲模量提高40．3％,简支梁冲击强度提高69．1％,断裂伸长率降低43％。随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的力学性能呈现降低趋势。采用SEM、XRD和DSC对产物进行了表征,表明采用修饰后的纳米SiO2加入到产物中,粒子分布均匀,粒径分布窄,粒子的粒径在30nm左右。随着纳米SiO2加入量的增加,MC尼龙6／SiO2纳米复合材料的结晶度下降。复合材料的熔点比未改性的纯MC尼龙6提高了2～3℃左右。     

MC尼龙6/纳米SiO2复合材料的合成

用原位聚合法制备MC尼龙6／纳米SiO2复合材料。当纳米SiO2的加入量为1％时,力学综合性能最优。与纯MC尼龙相比,拉伸强度提高21％,弯曲模量提高40．3％,简支梁冲击强度提高69．1％,断裂伸长率降低43％。随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的力学性能呈现减小趋势。采用SEM、XRD对产物进行了表征,表明采用修饰后的纳米SiO2加入到产物中,粒子分布均匀,粒径分布窄,粒子的粒径在30nm左右。随着纳米SiO2加入量的增加,MC尼龙6／纳米SiO2复合材料的结晶度下降。     

MC尼龙6/纳米SiO_2复合材料的合成

用原位聚合法制备MC尼龙6/纳米SiO2复合材料。当纳米SiO2的加入量为1%时,力学综合性能最优。与纯MC尼龙相比,拉伸强度提高21%,弯曲模量提高40.3%,简支梁冲击强度提高69.1%,断裂伸长率降低43%。随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的力学性能呈现减小趋势。采用SEM、XRD对产物进行了表征,表明采用修饰后的纳米SiO2加入到产物中,粒子分布均匀,粒径分布窄,粒子的粒径在30 nm左右。随着纳米SiO2加入量的增加,MC尼龙6/纳米SiO2复合材料的结晶度下降。     

MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的研究

采用硅烷偶联剂KH-550修饰纳米ZnO,制备了MC尼龙6/纳米ZnO复合材料。力学性能测试表明,当纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的力学性能最优,拉伸强度比纯MC尼龙6提高25.6%,断裂伸长率提高165.6%,简支梁冲击强度提高70.1%,这说明纳米ZnO可起到同时增强增韧的作用。扫描电子显微镜分析表明,纳米ZnO质量分数为1%时,纳米ZnO在MC尼龙6基体中分散最好,达到了纳米级分散;由X衍射分析发现,纳米ZnO没有改变MC尼龙6的结晶形态,纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的结晶形态结构优越。     

偶联剂对MC尼龙6/纳米ZnO复合材料性能的影响

用3种偶联剂修饰纳米ZnO合成MC尼龙6/ZnO纳米复合材料,对所制备的复合材料进行形貌和力学性能的研究。力学性能分析表明:用铝酸酯偶联剂修饰纳米ZnO合成MC尼龙6/纳米ZnO复合材料其弯曲模量和简支梁冲击强度提高幅度较大,说明对弯曲强度和冲击韧性提高较明显;钛酸酯偶联剂修饰纳米ZnO合成MC尼龙6/纳米ZnO复合材料其拉伸强度和断裂伸长率提高幅度较大,说明对拉伸性能提高明显;硅烷偶联剂修饰纳米ZnO合成MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的断裂伸长率提高幅度最大,简支梁冲击强度提高的幅度也比较大,说明对综合韧性的提高显著。SEM分析表明:样品中ZnO粒径均小于100nm,达到了纳米级的分散,用铝酸酯偶联剂合成的复合材料中纳米ZnO分散得最均匀。     

MC尼龙6/纳米ZnO复合材料热稳定性的原位XRD法研究

采用原位聚合反应制备MC尼龙6/纳米ZnO复合材料. 动态高温XRD(20~210℃)分析表明,随着温度的升高,MC尼龙6的α1(200)晶面和α2(002+202)晶面分别发生了收缩和膨胀,纯MC尼龙6和MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的α1和α2晶面热膨胀系数分别为aTα1=-8.8×10-5 ℃-1, aTα2=1.6×10-4 ℃-1和aTα1=-1.7×10-4 ℃-1, aTα2=3.4×10-4 ℃-1. 随着温度的升高,MC尼龙6/纳米ZnO复合材料相对结晶度逐渐降低,在熔融温度附近结晶结构基本被破坏,在达到升温高点后的降温过程中产生了重结晶,在20~210℃之间的结构变化基本是可逆的. 加入纳米ZnO提高了MC尼龙6的热稳定性,随着纳米材料含量的增加,复合材料的热稳定性呈上升趋势,分散得越好,热稳定性越强;加入纳米ZnO使MC尼龙6的起始降解温度提高1~9℃,最大失重速率时的温度提高.     

MC尼龙／Sm2O3纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列MC尼龙/Sm2O3纳米复合材料,并对其结构和力学性能进行了表征.结果表明,纳米Sm2O3使MC尼龙晶格尺寸发生了一定程度的改变;纳米Sm2O3的加入可以明显改善MC尼龙的力学性能,对MC尼龙同时具有增强和增韧双重效果;MC尼龙/Sm2O3纳米复合材料的力学性能随着纳米Sm2O3用量的增加呈先升高后降低的趋势.当纳米Sm2O3的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别比MC尼龙提高了18.8%和91.5%,当纳米Sm2O3的质量分数为1.0%时,复合材料的缺口冲击强度、穹曲强度和弯曲弹性模量达到最大值,分别比MC尼龙基体提高了36.6%、11.2%和11.5%.     

MC尼龙6/TiO2原位纳米复合材料的制备及表征

利用阴离子原位聚合法制备了铸型尼龙6(MC尼龙6)／TiO2原位纳米复合材料,并对其结构与性能进行了表征。透射电子显微镜观察表明,TiO2以纳米级均匀分散于MC尼龙6中,其含量小于1份时近乎单分散,大于1份时则开始团聚。差示扫描量热法和X射线衍射法分析结果表明,纳米TiO2对MC尼龙6的结晶起到了异相成核作用,提高了MC尼龙6的结晶温度,但不改变MC尼龙6的α晶型结构;退火处理结果表明,高温退火或加入纳米TiO2,都有利于MC尼龙6基体中α晶型的生成,加快γ晶向α晶的转变。热重分析和力学性能测试表明,纳米TiO2提高了复合材料的热稳定性,其拉伸强度、冲击强度等也得到了不同程度的提高。     

PPES／MC尼龙6原位复合材料的制备与表征

利用己内酰胺(CL)单体,采用阴离子原位聚合方法制得了聚芳醚砜(PPES)/MC尼龙6复合材料.FTIR分析结果表明.PPES与己内酰胺之间存在一定的氢键相互作用,使得PPES在己内酰胺熔体中能够很好地溶解.SEM结果表明PPES在MC尼龙6基体中能够较好地分散.差示扫描量热法和X射线衍射法分析结果表明复合材料中PPES对MC尼龙6的结晶起异相成核作用,提高了MC尼龙6的结晶温度,但不改变MC尼龙6的α晶型结构.TG结果表明PPES的加入提高了复合材料的热稳定性能.     

MC尼龙6／ZnO纳米复合材料制备

将铝酸酯偶联剂和纳米ZnO同时用超声分散在熔融的己内酰胺中,一步原位聚合制备MC(单体铸塑)尼龙6/ZnO纳米复合材料,应用正交试验对偶联剂的用量和超声温度、时间等工艺参数进行了优化.结果表明,当超声温度为80℃、超声时间为20 min、偶联剂加入量为1.0%(质量分数)时,合成的MC尼龙6/ZnO纳米复合材料力学性能最优.通过SEM和XRD对MC尼龙6/ZnO纳米复合材料进一步的表征表明,ZnO在基体中达到了纳米级的分散,结晶形态理想.     

纳米二氧化硅/MC尼龙6原位复合材料非等温结晶动力学的研究

通过阴离子开环聚合法制备了纳米二氧化硅(SiO2)／MC尼龙6原位复合材料。采用差示扫描量热法研究了MC尼龙6及其原位纳米复合材料的非等温结晶行为；并利用修正Avrami方程的Jeziomy和Liu法进一步处理原位纳米复合材料的非等温结晶动力学。结果表明，在纳米SiO2／MC尼龙6原位复合材料中，纳米SiO2对基体MC尼龙6的结晶有一定的成核作用，并提高了其结晶速率。     

新型MC尼龙催化剂简介

介绍原捷克国家科学院无机合成研究所研制的一种新型MC尼龙催化剂DILAKTAMAT原理。该催化剂是由Na、Al和CH_3OCH_2CH_2OH在50.66 MPa、100℃下用H_2还原生成的NaAlH_2(OCH_2CH_2OCH_3)_2与己内酰胺反应合成的。采用DILAKTAMAT为主催化剂MDT为助催化剂生产的MC尼龙,在保留其他性能不变的条件下,具有较高的冲击强度,由一般MC尼龙的6.9kJ/m~2提高到30.5kJ/m~2。该MC尼龙主要用于铁路系统站区内信号绝缘用道夹板,以取代原有的钢制鱼尾板。     

MCPA6/纳米TiO2原位复合材料的熔融行为

采用差示扫描量热法(DSC)研究了铸型尼龙6(MCPA6)及其纳米TiO2原位复合材料的等温结晶与非等温结晶晶体的熔融行为。结果表明：MCPA6／纳米TiO2原位复合材料等温结晶晶体的熔融行为呈现三重熔融峰,非等温结晶晶体的熔融行为呈现二重熔融峰;其高温熔融峰温随等温结晶温度或降温速率的变化基本不变,而低温熔融峰温则随等温结晶温度的升高或降温速率的减小而提高;纳米TiO2的加入对MCPA6有一定的成核作用,使其熔点提高。     

MC尼龙/稀土纳米复合材料制备的反应动力学研究

测定了MC尼龙和MC尼龙/稀土纳米复合材料制备的温度与时间关系曲线,用非等温反应动力学方法对数据进行处理,用多元回归法确定其表观动力学参数。结果表明:MC尼龙和MC尼龙/稀土纳米复合材料制备过程的动力学特征基本相似,是一个并行的聚合/结晶过程;稀土纳米氧化物对MC尼龙制备的阴离子聚合反应有促进作用;MC尼龙和MC尼龙/稀土纳米复合材料制备过程的表观活化能在92~145kJ/mol之间,反应级数在0.9~1之间,频率因子在108~1014之间,MC尼龙和MC尼龙/稀土纳米复合材料制备过程由化学反应步骤控制。     

玻璃纤维增强MC尼龙复合材料的力学性能

考察了玻璃纤维增强ＭＣ尼龙（ＧＦＲＭＣＮ）中玻璃纤维的表面处理及加入量对力学性能的影响。并用ＳＥＭ对ＧＦＲＭＣＮ材料界面及其对力学性能的影响进行了研究。结果表明：使用ＫＨ５５０作偶联剂对ＧＦＲＭＣＮ复合材料是很有效的;当玻纤加入４０％时,拉伸强度比基体提高３２２％,拉伸模量提高１５２％,弯曲强度提高７４３％,弯曲模量提高了１１７％。而缺口冲击强度提高了１６２％,根据材料的制备工艺特点,玻纤的加入量以３０％～４０％为宜,既保证有良好的综合力学性能,又具有很好的工艺操作性。     

圆管内CaSO_4析晶污垢模型与数值模拟

从传热传质的角度建立了圆管内CaSO4析晶污垢形成过程的数学模型,并进行了相应的数值模拟及实验验证。根据模拟得出的圆管内温度场、速度场、以及CaSO4的质量浓度场,进而结合本污垢模型计算出了CaSO4析晶污垢的沉积率、剥蚀率以及污垢热阻随时间的变化规律。为了验证本模型的正确性,在实验室进行了污垢实验,并将计算结果和实验结果进行了比较,误差在20%以内,证明了该模型的正确性。     

PA11/白炭黑纳米复合材料等温结晶动力学的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了原位聚合尼龙11/白炭黑纳米复合材料的等温结晶行为,并应用Avrami方程分析了其等温结晶动力学过程。结果表明,纳米白炭黑对尼龙11基体起到异相成核作用,使其原位纳米复合材料动力学常数变大。Hoffman成核结晶理论计算结果表明,原位纳米复合材料的Kg大于尼龙11且随着纳米含量的增加而增加,说明纳米白炭黑阻碍了尼龙11分子链的运动,同时尼龙11有晶核生长占主导地位逐渐向成核机制占主导地位转变。