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。      

马来酸酐刻蚀芳纶纤维/尼龙6复合材料的制备及性能

使用马来酸酐（MAH）对芳纶纤维（AFs）进行刻蚀处理,以期改善其与尼龙6（PA6）的界面相容性,进而提高AFs/PA6复合材料的力学性能。将不同时间梯度处理后的AFs与PA6经均匀共混、注塑制成AFs/PA6复合材料标准试样。采用FE-SEM、XPS、XRD和DSC研究了AFs表面形貌和元素含量以及AFs/PA6复合材料的冲击断面形貌、晶型、晶粒和结晶度。结果表明:经过3 h的刻蚀,AFs表面粗糙程度最大且表面含氧量最高。刻蚀AFs的加入有利于PA6晶粒细化并且形成α 晶型。相对于纯PA6,AFs/PA6复合材料试样的内部更易形成α 晶型,同时结晶度也得到提高。加入经表面处理的AFs有利于提高AFs/PA6复合材料的拉伸强度和弯曲强度,当加入刻蚀时间为3 h的AFs时,AFs/PA6复合材料的力学性能达到最佳。      

挤出机螺杆转速对马来酸酐官能化POE性能及增韧PA66效果的影响

采用在熔融挤出过程中添加引发剂与提高双螺杆挤出机螺杆转速的复合引发方法,研究了引发剂的含量、螺杆转速对马来酸酐官能化POE的接枝率、熔体流动速率和凝胶含量的影响。结果表明,提高双螺杆挤出机的螺杆转速可以较好地抑制POE在官能化过程中的交联副反应,控制制得具有较高接枝率(Gd=0.6%~0.92%)、较好熔体流动性(MI=0.4~4.0g/10min)和较低凝胶含量(≤0.3%)的官能化产物。复合引发所得官能化产物POE-g-MAH对PA66的增韧效果明显优于单纯采用引发剂引发所得产物。25%复合引发官能化POE产物可使PA66的缺口冲击强度由6.5kJ/m2提高至110kJ/m2。     

用原位聚合法制备的PA6/GO纳米复合材料的结构和性能

以己内酰胺(CL)和6-氨基己酸(ACA)为聚合反应单体,用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以GO为纳米填料用原位开环聚合法制备了GO改性PA6纳米复合材料(PA6/GO),并对PA6/GO纳米复合材料的结构及性能进行了研究。结果表明,PA6的黏均分子量达到104数量级,但加入过多的GO使PA6的分子量降低。形貌分析表明,GO均匀地分散在PA6基体中,并诱导了PA6基体的晶型由α晶型转变成γ晶型。同时,GO作为异相成核剂促进了PA6/GO复合材料中PA6基体的结晶,提高了PA6/GO复合材料的结晶度。拉伸测试结果表明,随着GO的加入PA6/GO纳米复合材料的拉伸强度先提高后降低,GO加入量为0.4份时拉伸强度达到最大值61.72 MPa,比纯PA6(48.52 MPa)提高了27.21%。导热性能分析表明含1.0份GO的PA6/GO纳米复合材料其50℃和100℃的热导率分别为0.317 W/(m·K)和0.280 W/(m·K),较纯PA6分别提高了33.19%和33.23%。     

碳纤维增强共聚酰胺6-66复合材料的制备及性能

通过两段式聚合法制备共聚酰胺PA6-66,然后采用熔融共混得到碳纤维增强PA6-66复合材料(CF/PA6-66).对复合材料的断面形貌、热性能、结晶性能、非等温结晶动力学、熔体流变性、力学性能和动态力学性能进行了分析.差示扫描量热(DSC)和热重分析结果表明,CF/PA6-66复合材料的熔点约为190℃,分解温度在376℃以上.DSC和X射线衍射分析表明,CF的加入加快了聚合物的结晶速率,促进γ晶型的形成.力学性能和熔体流变性能测试结果表明,随着CF含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度与缺口冲击强度均先升高后降低,当CF含量为20％时,CF/PA6-66复合材料的拉伸强度与弯曲强度分别为95.54 MPa和121.42 MPa,相比纯PA6-66分别提升了82.26％和81.17％,同时其黏流活化能仅为35.43 kJ/mol.     

硅烷接枝交联对MgO/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

采用两步法反应挤出工艺制备硅烷接枝交联MgO/高密度聚乙烯(MgO/HDPE)导热复合材料,研究了硅烷接枝、交联对MgO/HDPE复合材料的结晶性能、力学性能、耐热性、导热性能的影响,并利用FTIR和DSC对其接枝交联、结晶情况进行表征。结果表明,交联MgO/HDPE复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、热变形温度(HDT)分别由未交联时的20.41 MPa、1.875kJ/m~2和74.6℃提升到27.24 MPa、7.875kJ/m~2和83.5℃,并且热导率保持基本不变0.447 W/(m·K)。     

锂皂石质量分数对LiCl/PA6络合体系结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法制备了锂皂石/LiCl/尼龙6（PA6）复合材料,研究了锂皂石质量分数对LiCl/PA6复合材料结构与性能的影响,同时探讨了络合反应对锂皂石在基体中分散的影响。DSC和XRD研究发现:锂皂石的加入有利于复合材料结晶,但锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度都比LiCl/PA6复合材料的结晶度低,在锂皂石质量分数为5%时,锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度最大,且此时复合材料的拉伸强度和弯曲强度也达最大值,分别为99.17 MPa和154.17 MPa。由TEM观察到当锂皂石质量分数为5%时,锂皂石主要以插层方式均匀分布在基体中,部分呈现剥离的状态。此外,动态流变Han曲线表明:锂皂石/LiCl/PA6复合材料的黏性响应占主导地位。当锂皂石质量分数高于5%时,由于锂皂石团聚,无机相和有机相具有不同的松弛状态,导致共混物熔体的Cole-Cole曲线出现严重拖尾现象。将锂皂石加入LiCl/PA6复合材料既保持了低熔点的特性又表现出优异的力学性能,因此锂皂石起到了明显的增强作用。      

PA6/MgO导热复合材料的性能研究

以聚酰胺6(PA6)为基体,以超细氧化镁(MgO)为导热填料,利用硅烷偶联剂对MgO改性,制备了PA6/MgO导热复合材料。考察了不同MgO用量对其导热性能、力学性能以及熔体流动性的影响。结果表明:改性过的MgO在PA6基体中分散均匀,PA6/MgO复合材料的导热系数和拉伸强度随着MgO用量的增加而增大,其中在60%MgO用量时达到最大值;冲击强度、断裂伸长率以及熔体流动性都随着MgO用量的增加而减小。因此选用60%MgO用量制备的PA6/MgO导热复合材料,导热性能最佳。     

尼龙6/POE/粘土纳米复合材料的形态、结构及性能研究

采用熔融方法制备了PA 6/POE/粘土纳米复合材料.PA 6/POE/粘土纳米复合材料具有良好的力学性能,其缺口冲击强度比PA 6有显著提高.研究结果表明,有机粘土剥离于PA 6基体中,POE相以岛状结构均匀分散于PA 6基体中;PA 6/POE/粘土纳米复合材料的储能模量比PA 6的低,并且随着有机粘土含量的增加而降低.PA 6/POE/粘土纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)随着粘土含量的增加而升高,具有良好的热稳定性.     

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。     

表面改性对纳米蒙脱土/聚酰胺6-66复合材料性能的影响

选取三种不同的纳米蒙脱土（nMMT）（分别为钠基蒙脱土（Na-MMT）、氨基酸改性nMMT（OMMT-A）和CH₃（CH₂）₁₇N（CH₃）[（CH₂CH₂OH）₂]+改性nMMT（OMMT-B））,通过熔融共混法制备了不同改性的纳米蒙脱土/聚酰胺6-66（nMMT/PA6-66）复合材料,研究了不同表面改性对nMMT/PA6-66复合材料的结晶、流变和力学等性能的影响。结果表明,nMMT的加入促进了nMMT/PA6-66复合材料中γ晶的形成,提高了复合材料的结晶温度,但加入OMMT-B后OMMT-B/PA6-66复合材料的异相成核作用效率有一定程度减弱;同时,OMMT-B能更好地改善PA6-66的储能模量,提高PA6-66的流动性。力学性能测试表明,nMMT提高了nMMT/PA6-66复合材料的强度,降低了复合材料的韧性,但效果不同。其中,加入OMMT-B后OMMT-B/PA6-66复合材料的韧性几乎保持不变,拉伸强度和弯曲强度相对于纯PA6-66分别提高了26%和28%,表现出最佳的综合力学性能。综合研究结果表明,不同表面改性nMMT对PA6-66性能的影响主要取决于改性剂和PA6-66分子链之间相互作用的强弱。      

CaCl_2/E51/尼龙6复合材料的制备与性能

通过熔融共混法制备了不同CaCl2质量分数的CaCl2/环氧树脂(E51)/尼龙6(PA6)复合材料,利用DSC、流变仪、FTIR和电子拉伸机等研究了不同CaCl2质量分数下CaCl2/E51/PA6复合材料结晶行为及其力学性能,并研究了其受限机制。力学性能结果表明,随着CaCl2质量分数的增加,CaCl2/E51/PA6复合材料拉伸强度呈现出先增大后减小的趋势,当CaCl2质量分数为3%时,复合材料拉伸强度达到最大值82.67 MPa,是纯PA6的拉伸强度(60.5 MPa)的1.366倍,而结晶行为结果表明,增加CaCl2的质量分数,CaCl2/E51/PA6复合材料的成核温度、晶体生长温度、熔融温度及玻璃化转变温度均向低温方向移动,成核密度和成核速率也逐渐减小,结晶能力下降,结晶度由原来25.22%变为9.90%。     

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。     

聚丙烯接枝马来酸酐改性纳米ZnO/聚丙烯复合材料的成核结晶行为及力学性能

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/聚丙烯(PP)复合材料,研究了相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-gMAH)的加入对nano-ZnO/PP复合材料的成核结晶行为、晶体结构、结晶形态以及力学性能的影响。结果表明,低添加量(质量分数小于5%)的nano-ZnO对PP有较好的β晶成核效应,而当其质量分数大于5%时,nano-ZnO对PP结晶有明显的异相成核作用,使PP结晶温度大幅度提高,PP结晶在(040)晶面呈现生长择优性;PP-gMAH的加入增强了nano-ZnO粒子与PP基体之间的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了PP基体的异相成核,提高了nano-ZnO/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度,但却抑制了nano-ZnO诱导PP生成β晶。nano-ZnO/PP复合材料体系中因界面相互作用改善所致的韧性提高明显强于nano-ZnO诱导PP形成β晶的增韧效应。     

Ca_3(Si_3O_9)的含量对尼龙6结构与性能的影响

通过熔融挤出法制备了不同改性硅灰石(Ca_3(Si_3O_9))含量的尼龙6(PA6)复合材料,利用IR、AFM、流变仪和电子拉伸机等研究了Ca_3(Si_3O_9)的含量对PA6/Ca_3(Si_3O_9)复合材料流变性能和力学性能的影响。力学性能研究结果表明,随着Ca_3(Si_3O_9)用量的增加,PA6/Ca_3(Si_3O_9)复合材料拉伸强度和冲击强度呈现出先增大后减小的趋势,Ca_3(Si_3O_9)加入量为15%时复合材料拉伸强度和弯曲强度分别达到最大值90.8 MPa和10.3kJ/m~2。流变行为研究结果表明,PA6/Ca_3(Si_3O_9)复合材料属于典型的切力变稀非牛顿流体,增加Ca_3(Si_3O_9)的用量,复合材料储能模量、损耗模量和零剪切黏度明显增大,结合AFM测试发现第二平台的出现是因为Ca_3(Si_3O_9)在基体中产生团聚现象导致相分离产生的。     

Manufacturing polymer/clay nanocomposites through elongational flow technique

A novel processing technique that employs continuous elongational flow to fabricate polymer/clay nanocomposites has been developed and evaluated in this work. A self-made vane mixer has been used to supply the continuous elongational flow, while high-density polyethylene (HDPE) and organic montmorillonite (O-MMT) were used as the polymer matrix and clay, respectively. The morphology of resultant nanocomposites has been carefully revealed and studied by examining wide-angle X-ray diffraction (WAXD) and transmission electron microscopy (TEM). Intercalation effect and dispersion of O-MMT layers have been investigated by the morphology study. The results indicate that the elongational flow has a great potential in melt intercalation of O-MMT, and can lead to an orderly O-MMT layers’ distribution. Thermal properties of as-mixed nanocomposites that prepared under elongational flow have been determined by the differential scanning calorimetry (DSC), which demonstrates that the introduction of O-MMT nano-sheets is bad for the crystal of HDPE matrix. The universal tensile test shows how O-MMT layers affect the mechanical properties of nanocomposites, including the tensile strength and elongation at break. The strain–stress relationship reveals that with continually adding O-MMT layers, the tensile strength increases at first, and then decreases. While the elongation at break shows the same trend.     

聚酰胺胺改性碳纤维/尼龙复合材料制备及性能

为改善碳纤维增强尼龙复合材料(CFRPA)的加工流动性和力学性能,采用聚酰胺胺(PAMAM)树枝状高分子作为改性剂,通过熔融共混制备出碳纤维(CF)增强尼龙66(PA66)复合材料.采用DSC、万能试验机和SEM分别对改性后PA66的结晶行为、CFRPA的拉伸性能及微观组织形貌进行测试表征.结果表明,添加PAMAM可以...