聚酰胺6/纳米二氧化硅复合材料的制备和界面研究

采用原位聚合法制备了聚酰胺6/纳米二氧化硅（PA6/nano-SiO2）复合材料,用力学性能测试、 扫描电镜和差示扫描量热法对纳米SiO2粒子和PA6基体之间的界面黏结性进行了表征和研究。结果表明：利用经验公式和力学性能数据计算得知PA6/改性SiO2纳米复合材料的界面参数B值都比PA6/未改性SiO2纳米复合材料的大;SEM观察表明在PA6中加入纳米SiO2,材料的微观结构发生了变化,改性SiO2与PA6基体之间形成了较好的界面结合;分散于PA6基体中的纳米SiO2粒子起到了异相成核作用,改性后的SiO2和PA6基体之间形成柔性界面层有利于PA6基体的结晶。     

环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层原位聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料,探讨了OMMT的剥离结构及其对EP/OMMT纳米复合材料热性能和力学性能等影响。结果表明:当w(OMMT)=7%时,EP/OMMT纳米复合材料的热变形温度提高了24～27℃,Tg(玻璃化转变温度)提高了20～30℃,并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。     

PA6/SMA/LGF复合材料的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/苯乙烯-马来酸酐共聚物/长玻璃纤维(PA6/SMA/LGF)复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、热变形温度及力学性能测试等手段研究了LGF含量对PA6/SMA/LGF复合材料熔融结晶行为、热性能及力学性能的影响。结果表明:随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的结晶温度、结晶度以及熔融焓均先升高再降低,而且复合材料的最大分解温度较纯PA6显著提高;另外,随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的热性能及力学性能均明显改善,其中当LGF含量为27%时,复合材料的热变形温度、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度分别增至206.0℃、227.8 MPa、7 335 MPa、180.6 MPa和18.7 kJ/m2。     

Fe2O3/PA6复合材料的制备及性能研究

将通过液压-热晶法合成的纳米Fe2O3粒子加入到聚合反应体系中进行原位聚合,制得纳米Fe2O3/PA6复合材料。通过扫描电镜研究了纳米Fe2O3在PA6基体中的分散情况,将复合材料挤压成直径为1mm的细线,测试了其力学性能和热学性能。结果表明,纳米Fe2O3在基体中分散均匀,当纳米Fe2O3质量分数为16.7%时,复合材料的最大失重速率温度比纯PA6提高了16.0℃,热稳定性得到提高,拉伸强度和拉伸模量比纯PA6分别提高了27.78%和109%。     

NMA与纳米SiO2复配对PA6热性能及力学性能的影响

N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的共聚物(NMA)对尼龙(PA)6具有良好的耐热改性作用,纳米Si O2能够较好地改善PA6的力学性能。采用自制的NMA与纳米Si O2以不同质量配比复配,对PA6进行共混改性,利用差示扫描量热法、热重分析、热变形温度和力学性能等表征方法研究了不同复配比例对PA6热性能及力学性能的影响。结果表明,随着纳米Si O2含量增加,PA6/NMA/纳米Si O2复合材料的熔融温度、结晶温度、结晶度及熔融焓均呈现先上升后下降的趋势;当NMA与纳米Si O2的质量比为10∶0时,复合材料的热稳定性最好;当NMA与纳米Si O2的质量比为8∶2时,复合材料的弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度和热变形温度均达到最大值,分别为108.3,2 989,77.6 MPa以及68.4℃,较纯PA6分别提高了19.0%,25.3%,11.7%和19.2%。随着纳米Si O2含量的增加,复合材料的熔体流动速率呈现先增加后减小的趋势。     

PA6/无机纳米复合材料的力学性能研究

通过熔融共混法制备了尼龙6(PA6)/SiO2包覆纳米CaCO3、PA6/纳米SiO2、PA6/纳米CaCO3复合材料,对其力学性能进行比较分析研究.结果表明,3种纳米复合体系的力学性能与纯PA6相比都有不同程度的提高.三者相比较,PA6/SiO2包覆纳米CaCO3体系的力学综合性能最优,当SiO2包覆纳米CaCO3的添加量为0.5份时,缺口冲击强度提高了13%,断裂伸长率提高了169%,拉伸强度和弯曲弹性模量也有所提高.另外,差示扫描量热法(DSC)研究发现,无机纳米粒子对PA6的结晶性能影响不大.     

聚酰胺6/环氧树脂改性蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

采用环氧树脂改性蒙脱土（MMT）得到有机化蒙脱土（OMMT）,再用熔融插层法制备了聚酰胺6 （PA6）/ OMMT纳米复合材料。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、万能材料试验机、热重分析仪等研究了PA6/OMMT复合材料的形态结构、力学性能和热稳定性。结果表明,经环氧树脂改性得到的OMMT的层间距明显增加,从未改性的1.22 nm增加到5.13 nm,并以纳米尺度分散于PA6基体中;随着OMMT含量的增加,PA6/ OMMT复合材料的强度和模量增加,热变形温度提高,其拉伸强度可达76 MPa,弯曲模量达到3.462 GPa,热变形温度为134 ℃;PA6/ OMMT复合材料失重10 %时的温度为422 ℃,比纯PA6的406 ℃提高了16 ℃,改善了PA6的热稳定性。     

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。     

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。     

制样方法对SiO2/PA6复合材料基体PA6结晶熔融行为的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究了原位聚合法和熔融共混法制样方法对纳米SiO2/PA6纳米复合材料结晶熔融行为的影响,结果表明:通过阴离子原位聚合法制备的纳米复合材料,由于采用超声波分散技术,纳米粒子在基体的分散性好。随着纳米粒子含量的升高,纳米粒子的诱导成核能力增强;熔融共混法制得复合材料中,SiO2在机械力的剪切作用下,很难均匀地分散,多以团聚体的形式存在,在PA6基体结晶时,结晶成核的条件相匹配,有较强的成核效应,纳米粒子的含量影响不大。     

交联型PPS/纳米SiO2复合材料的力学与摩擦学性能研究

通过烧结压制成型制备了不同形貌的交联型聚苯硫醚(PPS)/纳米SiO2复合材料,并利用扫描电子显微镜对材料的磨损表面形貌和磨屑进行了观察和分析,研究了不同体积分数的纳米SiO2对PPS复合材料力学和摩擦学性能的影响。结果表明,纳米SiO2可以明显提高复合材料的硬度,并明显降低复合材料的摩擦系数;微孔形纳米SiO2比球形纳米SiO2对复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响更为显著,随着纳米SiO2填充量的增加,复合材料的磨损机理由粘着磨损向粘着转移和热挤出转化。     

纳米SiO2与玻璃纤维混杂增强聚酰胺6复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对干摩擦条件下纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料与45#钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,纳米SiO2和玻璃纤维混杂可以显著改善PA6复合材料的摩擦磨损性能,以5 %的SiO2和20 %的玻璃纤维增强PA6的耐磨减摩性最好。扫描电镜分析表明,纯PA6的磨损以黏着和犁削为主。当载荷较低时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的磨粒磨损,但当载荷较高时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的疲劳磨损。     

Friction and wear properties of PTFE composites filled with PA6

Blending Polytetrafluoroethylene (PTFE) to PA6 at different compositions was produced in a corotating twin‐screw extruder, where PTFE acts as the polymer matrix and PA6 as the dispersed phase. The effects of PA6 content on the tribological properties of the composites were investigated. The worn surface morphologies of neat PTFE and its composites were examined by scanning electron microscopy (SEM), and the wear mechanisms were discussed. The presence of PA6 particles dispersed in the PTFE continuous phase exhibited superior tribological characteristics to unfilled PTFE. The optimum wear reduction was obtained when the content of PA6 is 30 vol%. POLYM. COMPOS., 2010. © 2009 Society of Plastics Engineers     

聚酰胺66改性玻璃纤维增强聚苯硫醚体系的摩擦学性能研究

研究了聚酰胺66(PA66)改性玻璃纤维(GF)增强聚苯硫醚(PPS)（PPS/PA66/GF）复合体系的摩擦因数、磨损体积、磨损后表面的微观形貌及损耗因子峰值、储能模量对摩擦因数的影响。结果表明,PA66的加入显著改善了复合材料的摩擦学性能,当PA66含量为40 %（质量分数,下同）时,磨损最小,为5.24 mm3,相对于PPS+30 %GF(13.60 mm3)下降了61 %;扫描电镜分析磨损表面,随着PA66含量的增加,磨损机理由磨粒磨损转为粘着磨损;复合材料损耗因子峰值越大,摩擦因数越小;初始储能模量越大,摩擦因数越小。     

GF增强PA6复合材料的力学与摩擦性能研究

采用熔融共混法制备玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)6复合材料,研究了GF含量对PA6/GF复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的磨损机理进行分析.结果表明,GF显著影响复合材料的力学性能和摩擦性能,GF质量分数为15%时增强效果较好,PA6/GF复合材料的缺口冲击强度比纯PA6提高5倍,摩擦因数降低43%,磨损量减少33%.GF含量较低时,PA6/GF复合材料的磨损以磨粒磨损和粘着磨损为主,含量较高时则主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损.     

Effects of solid lubricants on friction and wear behaviors of polyamide 6

As solid lubricants, Polytetrafluoroethylene (PTFE), graphite, and ultra‐high molecular weight polyethylene (UHMWPE) can improve the tribological properties of PA6. The mechanical and the tribological properties of polyamide 6 (PA6) composites filled with solid lubricants were researched. The blended materials were injection molded to provide the test samples. Mechanical properties were studied in terms of the tensile strength and impact strength. Friction and wear experiments were run at a rotating speed of 1500 rpm and under loads of 40 and 160 N. The worn surfaces were examined using a scanning electron microscope. It was found that an improvement of tribological properties can be obtained by preparing PA6 composites, which was closely related to the varieties and the contents of solid lubricants added. At a load of 40 N, PTFE was the most effective to have reductions of both coefficient and mass wear rate, while at a load of 160 N, UHMWPE was the most helpful. The effects of Combination Solid Lubricants were also discussed. The results showed that synergistic reaction can be gained to modify the tribology capabilities of PA6. Moreover, the micrographs taken in the worn surface of PA6 composites revealed that adhesive wear, abrasive wear and fatigue wear occurred in this study. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

纳米Al2O3颗粒填充聚酰胺6的摩擦性能研究

通过原位聚合制备了纳米Al2O3增强单体浇铸聚酰胺复合材料(简称PA6／Al2O3)。在磨损试验机上考察了纳米粒子含量和试验条件对其摩擦性能的影响，并利用扫描电子显微镜对其摩擦性能和磨损机制进行了考察。分析结果表明：纳米Al2O3填料可提高单体浇铸PA6的耐磨性，其含量在3％左右时增强效果最好；随着载荷的增加，PA6／Al2O3的磨损率平缓增大，而摩擦系数逐渐减小，其摩擦系数值较单体浇铸PA6的摩擦系数稍大。     

PA6/纳米Al_2O_3复合材料摩擦性能的研究

研究了纳米Al2 O3 填充PA6复合材料的摩擦性能。通过分析纳米Al2 O3 含量、载荷对材料摩擦系数和耐磨性能的影响,得到复合材料中纳米Al2 O3 为 6wt%时,材料的摩擦性能最好。通过SEM图片分析试件摩擦表面形貌,发现复合材料的磨损机理从纯PA6材料的粘着磨损转为轻微的磨粒磨损和粘着磨损     

偶联剂处理纳米SiO2对尼龙1010力学与摩擦学性能的影响

用A171和KH550 2种硅烷偶联剂对纳米SiO2进行分散处理,然后用注射成型法制备了纳米SiO2/尼龙1010复合材料。研究了改性处理纳米SiO2对尼龙1010复合材料的结晶性能、力学性能以及摩擦学性能的影响。结果表明:纳米SiO2表面的改性处理均使尼龙1010基体的结晶度降低,而拉伸强度、硬度和耐磨性提高。A171处理纳米SiO2/尼龙1010复合材料的断裂伸长率大于纯尼龙1010。改性处理纳米SiO2使尼龙1010复合材料的摩擦因数降低。     

高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6(PA6)/50%（质量分数,下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50%GF、PA56/50%GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料,对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明,不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响,吸水平衡后,PA66复合材料的力学性能保持率最高;PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能;红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同,而在阻燃体系和激光光源相同的条件下,PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。