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／蒙脱土纳米复合材料在榨糖机轴瓦的应用

介绍了采用在MC尼龙聚合过程中,添加适量的纳米蒙脱土,制备MC尼龙/蒙脱土纳米复合材料的方法.将MC尼龙/蒙脱土纳米复合材料与普通MC尼龙进行性能比较,测得其维卡温度、弯曲强度、硬度和耐磨性比普通MC尼龙都有明显提高;并在部分糖厂的压榨机上试用MC尼龙/蒙脱土纳米复合材料制备的轴瓦,试用结果显示:轴瓦磨损量少,没有"抱瓦"现象,可进一步推广.     

MC尼龙/纳米MgO复合材料的制备与性能

采用硫酸铵和碳酸氢铵以及轻烧Mg O粉为原料,利用液相沉淀法制备高纯纳米级Mg O。同时对纳米Mg O进行表面改性,使其可以更好地分散在MC尼龙基体中。将改性后的纳米Mg O,以氢氧化钠为催化剂,甲苯二异氰酸酯为活化剂对MC尼龙进行单体浇铸,制得MC尼龙/Mg O复合材料。结果表明,经纳米Mg O粒子改性后的MC尼龙,其冲击强度和拉伸强度比纯MC尼龙都有所提高,具有增韧和增强的双重效果。     

环氧树脂改性MC尼龙/碳纤维/二硫化钼复合材料的研制

利用E-51环氧树脂(EP)改性MC尼龙,并以碳纤维(CF)粉为增强剂、二硫化钼(MoS2)为润滑剂、炭黑为增容剂,制备了MC尼龙复合材料.分别研究了EP,CF粉及MoS2的用量对MC尼龙复合材料性能的影响,并测试了MC尼龙复合材料与钢及铝合金摩擦时的耐磨损性能.结果表明,当MC尼龙用量为100份、EP为1.5份、CF粉为13份、MoS2为6.5份、炭黑为3.5份时,MC尼龙复合材料具有较好的力学性能和摩擦性能.相对于钢,该MC尼龙复合材料与铝合金摩擦时的耐磨损性能较好.     

MC尼龙／纳米CaSO4复合材料的制备与表征

采用原位聚合反应制备MC尼龙／纳米CaSO4复合材料并对其性能、形貌和结晶形态进行了分析。分析结果表明：复合材料中纳米CaSO4达到了纳米级分散,起到同时增强增韧的作用,复合材料拉伸强度比MC尼龙提高17．4％;弯曲模量提高26．9％;冲击强度提高16．7％。纳米CaSO4的引入没有改变尼龙6的结晶形态;修饰后的纳米CaSO4有利于在MC尼龙中均匀分散。     

钛酸酯偶联剂改性纳米ZnO制备MC尼龙6/ZnO复合材料

用钛酸酯偶联剂改性纳米ZnO制备MC尼龙6/纳米ZnO复合材料。当纳米ZnO加入量为2%时,MC尼龙6/纳米ZnO复合材料力学综合性能最优,与纯MC尼龙6相比,其拉伸强度提高28.4%,断裂伸长率提高152.7%,弯曲模量提高30.2%,冲击强度提高60.5%。从SEM分析可见,ZnO在MC尼龙6中分布均匀,达到纳米级分散;从XRD分析可见,纳米ZnO没有改变MC尼龙6的结晶形态。     

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。     

MC尼龙/纳米Al2O3复合材料力学性能的研究

采用原位聚合技术制备了纳米Al2O3增强单体浇铸(MC)尼龙复合材料,用扫描电子显微镜观察其断口形貌纳米粒子分布状况,并测试、分析了纳米Al2O3含量对对材料力学性能的影响。结果表明，采用原位聚合技术可获得的纳米粒子分布均匀、综合性能优良的纳米复合材料，当纳米Al2O3质量分数的4%时，MC尼龙/纳米Al2O3复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均达到最大值，分别比纯MC尼龙提高了19%、33%和11%。     

单体浇铸聚酰胺6-聚醚嵌段共聚物/纳米炭黑复合材料的制备及其非等温结晶行为的研究

采用阴离子原位聚合法制备了单体浇铸聚酰胺6-聚醚嵌段共聚物/纳米炭黑复合材料。力学性能测试表明,聚醚、纳米炭黑配合使用,可大幅度提高单体浇铸聚酰胺6的韧性和耐磨性,但会降低其拉伸强度。当加入10 %的聚醚时,复合材料的冲击强度比纯聚酰胺6提高了120 %;当聚醚的用量为15 %时,复合材料的磨耗体积比纯聚酰胺6下降了89.7 %。差示量热分析表明,聚醚对单体浇铸聚酰胺6没有成核作用,聚醚和纳米炭黑的引入使单体浇铸聚酰胺6结晶峰温度降低,结晶变慢,结晶活化能降低。     

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。     

氧化处理对MC尼龙/C3D复合材料摩擦磨损性能的影响

以己内酰胺单体和经氧化处理的碳纤维三维编织物(C3D)为原料,采用原位聚合方法制备了C3D增强浇铸尼龙(MC尼龙/C3D)复合材料。在磨损试验机上进行了滑动摩擦试验,采用扫描电子显微镜对磨痕和磨屑形貌进行观察和分析,研究了氧化处理对MC尼龙/C3D复合材料摩擦学性能的影响。结果表明,C3D经过氧化处理后所制MC尼龙/C3D复合材料的摩擦系数明显小于C3D未经氧化处理的MC尼龙/C3D复合材料。随着载荷的增加,材料的摩擦系数增大,而磨损率减小;在较高滑动速度下,摩擦系数和磨损率均较小;从磨痕和磨屑形貌观察到,C3D经氧化处理后与基体结合好,而未经氧化处理的C3D与基体剥离,但是C3D经氧化处理的复合材料的磨损率在较高载荷下略有增大。表明,C3D的氧化处理提高了碳纤维与基体间的结合强度,同时在一定程度上提高了复合材料的摩擦学性能。     

MC尼龙/无机纳米轴瓦材料的摩擦磨损性能研究

以纳米碳酸钙/石墨为增强改性剂制备MC尼龙/无机纳米复合轴瓦材料,在自制的摩擦磨损试验机上研究复合材料的摩擦磨损性能,并与普通MC尼龙材料作对比试验。结果表明,实验条件的变化影响着MC尼龙纳米材料的摩擦磨损行为,随实验压力和对磨速度的增加,摩擦系数和磨损体积都呈现先快速降低而后逐渐上升的趋势。在相同的实验条件下,MC尼龙纳米材料的摩擦系数和磨损体积均比普通MC尼龙的低,当对磨速度和压力分别为2.1 m/s和120 N时,MC尼龙纳米材料的摩擦系数和磨损体积分别约为普通MC尼龙的60%和17%。干磨时,MC尼龙纳米材料的磨损体积约为水润滑时的25倍。     

异辛酸稀土含油MC尼龙的性能和应用研究

在甲醇钠催化剂和甲苯二异氰酸酯助催化剂的存在下,采用异辛酸稀土、改性润滑油改性MC尼龙,考察了异辛酸稀土含油MC尼龙的力学性能和摩擦磨损性能.结果表明,异辛酸稀土含油MC尼龙的弯曲强度、缺口冲击强度等力学性能得到提高,特别是其耐磨、减摩及自润滑性能有明显改善,吸水率大幅度降低.异辛酸稀土含油MC尼龙在两家企业试用半年,发现以其制备的产品的缺口冲击强度提高约30%,摩擦因数降低约30%.     

异辛酸稀土改性MC尼龙的研究

研究了己内酰胺在甲醇钠催化剂和甲苯二异氰酸酯助催化剂的存在下,采用异辛酸稀土改性的由阴离子开环原位聚合法制备MC尼龙复合材料的工艺,介绍了异辛酸稀土改性剂的制备方法,研究了异辛酸稀土改性MC尼龙的力学性能和热性能。结果表明,异辛酸稀土的加入可使MC尼龙的弯曲强度、冲击强度等力学性能得以提高;通过改性还能使制品的热稳定性、耐磨性和尺寸稳定性明显提高而吸水率大幅度降低。     

MC尼龙制备工艺中存在的问题及解决方案

通过对铸型尼龙(MC尼龙)制备工艺中存在问题的分析，在减磨、增韧、减少气孔和耐热性的提高等方面提出了解决方案。用甲醇钠替代NaOH催化合成MC尼龙，可避免因反应条件波动引起的不聚合现象；使用催化剂、增塑剂可使MC尼龙冲击性能大幅度提高；液体润滑剂NZ—HA型矿物油等能进一步改进MC尼龙的耐磨性能；引入纳米蒙脱土、环烷酸稀土等填充物可使MC尼龙的强度、尺寸稳定性和耐热性能明显提高。     

聚醚改性铸型尼龙的研究

介绍了聚醚改性铸型尼龙的制备方法，以聚醚和异氰酸酯为原料合成预聚体活化剂在该活化剂存在下引发己内酰胺阴离子聚合，聚体韧性被显著改善。讨论了各各绎制备过程的影响，并测试了制品性能与预聚体用量的关系，当预体用量为聚合体重的８％时，材料缺口冲击强度最高。     

环氧树脂改性MC尼龙的研究

针对单体浇铸尼龙(MC尼龙)缺口冲击强度低的缺点,采用环氧树脂(EP)对其进行改性。结果表明,EP改性MC尼龙的优化配方为已内酰胺100份、EP3份、NaOH 0．4份、甲苯二异氰酸酯1．0份,改性后MC尼龙的缺口冲击强度有明显提高,达30．68kJ／m^2。     

Polydimethylsiloxane/monomer casting nylon copolymers: Preparation,flame-retardant properties,and wear-resistant properties

In order to improve the toughness, wear resistance, and combustion properties of the monomer casting nylon (MC nylon) materials, the polydimethylsiloxane (PDMS) segment is bonded to the nylon molecular chain by copolymerization. PDMS/MC nylon copolymers are prepared via in situ anionic polymerization with macro-activator based on PDMS terminated with hexamethylene diisocyanate. The effects of different macro-activator content on the mechanical properties, water absorption, thermal stability, friction and wear properties, and combustion properties of the copolymers are characterized. The results show that the impact strength of the copolymer improves significantly (optimally increases by 2.6 times) and the water absorption rate decreases with the increase of PDMS content. The introduction of the silicon–oxygen structure reduces the peak heat release rate of copolymer materials (optimally decreases about 28.7%), while it promotes the decomposition of the system, resulting in a slight decrease in the thermal stability of the materials. Adding 5 wt % PDMS can decrease the wear loss of MC nylon from 6.2 mg of pure nylon to 1.6 mg. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48753.