MCPA6/埃洛石纳米管复合材料性能研究

以氢氧化钠为催化剂,N–乙酰己内酰胺为活化剂,原位聚合制备MCPA6/埃洛石纳米管(MCPA6/HNT)复合材料,并利用凝胶渗透色谱、场发射扫描电子显微镜、差示扫描量热、热重分析和力学性能测试等方法研究HNT用量对复合材料结构和性能的影响。结果表明,HNT的引入使得PA6的分子量下降,分子量分布变宽;经硅烷偶联剂(KH–550)处理后的HNT能均匀分布在MCPA6中,且与基体具有较好的界面性能;HNT可以明显提高复合材料的结晶速率、结晶度以及分解温度;随着HNT含量增加,体系的拉伸强度和缺口冲击强度呈先增大后减小的趋势,而断裂伸长率逐渐下降,当HNT含量为1.5%时,MCPA6/HNT的综合力学性能最佳,拉伸强度和缺口冲击强度分别较MCPA6提高21.3%和14.9%。     

尼龙6/硼酸镁晶须复合材料的制备与研究

使用自制的硼酸酯偶联剂BE-1和BE-2在硼酸镁晶须表面引发聚合形成有机涂层,用改性后的硼酸镁晶须制备尼龙6/硼酸镁晶须复合材料并对其性能进行了研究。结果表明:随着硼酸镁晶须含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及热变形温度出现了先增加后降低的趋势,当硼酸镁晶须在复合材料基体中的含量为30%时,复合材料的力学性能最佳,BE-1改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热变形温度分别比未改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料提高了14.47%、13.72%、29.73%和7.19%;BE-2改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热变形温度分别比未改性的尼龙6/硼酸镁晶须复合材料提高了23.37%、22.54%、37.84%和10.78%。     

乒乓球拦网用改性尼龙复合材料的性能研究

针对乒乓球尼龙拦网材料,对其性能进行探究并改进。采用硼酸酯偶联剂对硼酸镁晶须进行表面改性,再将改性后的硼酸镁晶须分别加入尼龙6中,制备出相应的硼酸镁晶须/尼龙6复合材料。对新复合材料的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能和热变形温度进行了测试与分析,同时对复合材料的形貌进行了表征。实验结果表明,当硼酸镁晶须含量为30%时,复合材料的综合性能最佳,BE-1及BE-2改性的硼酸镁晶须/尼龙6复合材料弯曲强度、拉伸强度、冲击强度比未改性的硼酸镁晶须/尼龙6复合材料性能均有大幅度提高。     

MC尼龙6/聚砜原位复合材料的性能研究

采用阴离子聚合法制备了MC尼龙6(MCPA6)/聚砜(PSU)原位复合材料。利用差示扫描量热、热重分析等方法表征了复合材料的热性能,利用X射线衍射研究了复合材料中MCPA6基体的晶型变化,并对复合材料的力学性能进行了表征。结果表明,随着PSU含量的增加,原位复合材料中MCPA6的结晶温度下降,但复合材料的热分解温度不断增加;纯MCPA6和复合材料中的MCPA6均呈现典型的α晶型衍射峰;当PSU质量分数为2%时,MCPA6的结晶度最小,为30.99%,复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量均达最大值,分别为84.78 MPa和830.50 MPa。     

MCPA6/气相SiO_2复合材料的制备及性能研究

以氢氧化钠为催化剂,N-乙酰己内酰胺为活化剂,通过阴离子原位聚合法制备浇铸尼龙6(MCPA6)/气相Si O2复合材料,并利用扫描电子显微镜、差示扫描量热、热重分析、力学性能测试等方法研究了气相Si O2用量对复合材料的微观形态、结晶性能、吸水率、热稳定性能及拉伸和冲击性能的影响。结果表明,经硅烷偶联剂(KH550)处理的气相Si O2能均匀分布在MCPA6中;气相Si O2可促进MCPA6的结晶,降低吸水率,当气相Si O2用量为己内酰胺质量的0.5%时,复合材料的吸水率最低,比MCPA6降低16%;复合材料的热稳定性提高,当气相Si O2用量为己内酰胺质量的2.5%时,复合材料起始分解温度和失重速率最大时分解温度分别比MCPA6提高98.8℃和38℃;随着气相Si O2用量增加,复合材料的拉伸和冲击性能均呈先升高后降低的趋势,当气相Si O2用量为己内酰胺质量的0.5%时,拉伸强度、断裂伸长率及缺口冲击强度较MCPA6分别提高10%,6%和81%。     

MCPA6/聚酯型PUR-T原位复合材料的制备及表征

采用阴离子原位聚合法制备了单体浇铸尼龙6(MCPA6)/聚酯型热塑性聚氨酯弹性体(PUR-T)复合材料,考察了其性能及结构.力学性能测试表明,当PUR-T质量分数为1.1%时,复合材料的断裂伸长率达到214.5%,相比MCPA6提高了147%,随着PUR-T含量的增加,复合材料的缺口冲击强度逐渐提高.扫描电子显微镜观察...     

表面处理工艺对PA6/硅灰石复合材料力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550和钛酸酯偶联剂JN-114及直接法和预处理法两种表面处理工艺对硅灰石进行表面改性并制备了相应的尼龙6(PA6)/硅灰石复合材料,分析和研究了这两种处理工艺对PA6/不同偶联剂改性硅灰石复合材料力学性能的影响.结果表明,直接法可以改善PA6/硅灰石复合材料的拉伸强度和冲击强度,其中KH-550的改善效果明显优于JN-114.预处理法可明显增加硅灰石表面活性基团的数量,进一步提高PA6/KH-550改性硅灰石复合材料的拉伸强度(最高达96.26 MPa);但对PA6/JN-114改性硅灰石复合材料力学性能的影响不显著.扫描电子显微镜(SEM)观察和熔体流动速率(MFR)测试表明,经预处理法处理的KH-550改性硅灰石与PA6的界面结合得到了进一步增强.     

氯化钙对尼龙6/硫酸钙晶须增强材料结构与力学性能的影响研究

本文用熔融共混法成功制备氯化钙/(尼龙6/硫酸钙晶须)复合力学增强材料,采用DSC、FTIR、XRD研究氯化钙对尼龙6/硫酸钙晶须复合材料结构性能的影响。结果表明:与硫酸钙晶须对尼龙6起异相成核作用的机理不同,引入少量的氯化钙对尼龙6的结晶性能、分子链间作用力产生很大影响;且当CaCl2含量3%时,PA6拉伸强度能提高至33%左右,缺口冲击强度有小幅度降低。     

表面环氧化纳米SiO_2原位改性MC尼龙6的研究

以表面环氧化的可分散性纳米SiO_2为填料,采用阴离子原位聚合法制备了单体浇铸尼龙6(MCPA6)/纳米SiO_2复合材料。用场发射扫描电镜、红外光谱和热重分析仪对纳米SiO_2在MCPA6中的分散和界面作用进行了研究,并用差示扫描量热仪和X射线衍射仪对复合材料的结晶性能和晶体结构进行了表征。结果表明:纳米SiO_2在MCPA6中具有较好的分散性,且纳米SiO_2与MCPA6之间具有较强的界面作用;纳米SiO_2的引入促进了MCPA6的结晶,随着纳米SiO_2用量的增加,所得复合材料的结晶温度逐渐升高,其熔点要比纯MCPA6稍高,但其结晶度逐渐下降;纳米SiO_2不改变MCPA6的α晶型结构;退火处理结果表明,纳米SiO_2有利于MCPA6基体中α晶型的生成,加快γ晶向α晶转变。     

针状硅灰石/尼龙6复合材料的制备和性能研究

将针状硅灰石和尼龙6经双螺杆挤出机熔融共混,制备了硅灰石/尼龙6复合材料。研究了硅烷偶联剂种类、偶联剂质量分数、共混工艺条件和硅灰石质量分数对复合材料性能的影响。用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和硅灰石/尼龙6复合材料冲击试样断面的形貌。结果表明:用KH-550预处理的硅灰石比KH-560预处理的硅灰石制备的硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能好。硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速制备硅灰石/尼龙6复合材料,可以提高硅灰石/尼龙6复合材料的力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。     

针状填料改性PP/IIR共混体系研究

研究了六钛酸钾晶须、针状硅灰石对PP／IIR（聚丙烯／丁基橡胶）复合体系力学性能的影响。结果表明，硬脂酸处理针状硅灰石效果最好，硬脂酸的最佳用量为2．0%（质量分数，下同）左右。对PP／IIR（质量比70／30）体系，体系冲击强度出现先升后降的情况，而且在针状硅灰石加入量为7．5％时达到最大值17．5kJ／m^2。随针状硅灰石的加入，体系的拉伸强度先稍升后下降，但是下降的趋势并不明显。硅烷处理的六钛酸钾晶须用量对共混体系冲击强度有较大影响，增韧作用较大，当晶须用量在10％时，冲击强度达最大值21．4kJ／m^2；拉伸强度先增加后降低，晶须用量5％时达到最大值。     

MC尼龙6/聚砜原位复合材料摩擦磨损性能研究

采用阴离子聚合法制备了MC尼龙6(MCPA6)/聚砜(PSU)原位复合材料,研究了不同PSU含量对MCPA6/PSU原位复合材料的摩擦磨损性能的影响以及在高pv值下复合材料的磨损性能。结果表明,当PSU含量为2%时,MCPA6主要以粘着磨损为主,PSU能够起到很好的支撑作用,复合材料的摩擦系数和磨损达到最小,为纯MCPA6的68.6%,当PSU含量超过2%时,复合材料的耐摩擦性能下降,磨损机理主要表现为粘着磨损和磨粒磨损;在高pv值下,复合材料的性能比纯MCPA6有所下降,这主要是由于磨损机理发生了变化。     

硅灰石/玻纤增强尼龙6复合材料的研制

采用双螺杆挤出机制备了高性能硅灰石／玻纤增强尼龙6复合材料；主要研究了硅灰石含量、硅灰石细度、硅灰石与玻纤配比、偶联剂、尼龙6粘度等对硅灰；B／玻纤增强尼龙6复合材料性能的影响。     

碱式硫酸镁晶须填充尼龙6复合材料研究

研究了碱式硫酸镁晶须用量和偶联剂对碱式硫酸镁晶须填充尼龙6复合材料力学性能、熔体流变性能和阻燃性能的影响。结果表明，经过硅烷偶联剂表面处理的晶须比钛酸酯偶联剂处理的晶须对尼龙6有更好的的改性效果；随着晶须用量的增加，复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度都是先增加后降低，分别在晶须质量分数为40％和20％时达到最大值；复合材料的阻燃性能随晶须用量的增加而改善，碱式硫酸镁晶须的最佳用量为25％～40％。     

硅灰石填充尼龙-6复合体系的非等温结晶行为及动力学研究

用差示扫描量热法(DSC)考察了硅灰石填充尼龙-6复合体系的非等温结晶行为,并用Avrami以及Mo法研究了其非等温结晶动力学。结果表明,随着降温速率的增加,复合体系的结晶峰变宽并向低温方向移动,结晶速率增加。通过对比,Mo法能很好地描述硅灰石填充尼龙-6复合体系的非等温过程。     

等规聚丙烯/针状硅灰石复合材料性能的研究

将针状硅灰石、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和等规聚丙烯(iPP)经双螺杆挤出机熔融共混,制备了iPP/硅灰石复合材料。研究了共混工艺条件、PP-g-MAH和硅灰石用量对iPP/硅灰石复合材料力学性能和熔体质量流动速率的影响;用光学显微镜和扫描电子显微镜分别观察了硅灰石共混前后的形貌和iPP/硅灰石复合材料冲击试样断面的形貌。实验结果表明:硅灰石采用侧喂料和较低的螺杆转速,可以提高iPP/硅灰石复合材料力学性能。随着硅灰石质量分数的增加,复合材料的力学性能提高。在PP-g-MAH质量分数为1%,硅灰石质量分数为30%时,iPP/硅灰石复合材料力学性能最好。     

硫酸钙晶须及硅灰石纤维填充PA6复合材料的非等温结晶动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了尼龙6(PA6)及其两种复合材料的非等温结晶行为,分别采用Jeziorny法和Mo法对非等温结晶动力学进行了分析,经计算得到相应的非等温结晶动力学参数。结果表明,硫酸钙晶须和硅灰石纤维的加入都能降低复合材料体系的结晶温度;硅灰石纤维的加入可以很好的促进PA6复合材料的结晶,有效的提高体系的结晶速率,而相同含量的硫酸钙晶须对PA6复合材料有一定的阻碍作用,降低了体系的结晶速率。     

Studies on PA6–PP–wollastonite composite compatibilised by PP–graft–maleic anhydride prepared via pan milling

Abstract

A composite of PA6–PP–wollastonite compatibilised by PP-g-maleic anhydride has been prepared using pan type milling equipment, and its structure and properties investigated by IR, DSC, melt index measurements, SEM, and mechanical testing. The experimental results show that during pan milling, PP, PA6, and wollastonite are effectively pulverised, reaching better mixing owing to the very strong shear forces and pressure exerted by the pan type milling equipment. In particular, some PA6 polymer chains are grafted onto the wollastonite surface and the pan milling affects the crystallinity of PA6 and PP to some degree. The compatibiliser prepared via solid phase grafting of maleic anhydride onto PP via pan milling shows a reasonably good compatibilising effect on the composite, improving the morphology and therefore the mechanical properties of the composite. If combined with suitable coupling agent, the PA6–PP–wollastonite compatibilised by PP-g-maleic anhydride prepared via pan milling (wollastonite content 30 wt-%) possesses much better mechanical properties, its tensile strength increases from 54·6 to 58·6 MPa, and its notched Izod impact strength increases from 29·4 to 48·7 J m^-1, compared with the uncompatibilised system. Pan milling is a novel way to achieve desired structure and hence improved properties of polymer based materials via the polymer processing procedure.