PA6/磺化石墨烯功能微球的制备及性能研究

以己内酰胺(CL)、聚苯乙烯(PS)、磺化石墨烯(SG)为主要原料,通过阴离子聚合反应诱导相分离的方法,制备得到了一系列粒径可控的PA6/SG杂化微球。SG在PS的存在下,选择性分散在CL单体中,形成CL/PS/SG悬浮液;再通过CL原位阴离子聚合制备PA6/PS/SG合金,利用甲苯除去PS相后可以获得粒径分布在10~50μm的PA6/SG微球。扫描电镜及粒径测试结果表明,PS及SG含量可以影响PA6微球的形貌及尺寸。通过透射电镜可确定SG选择性分散在了PA6相中,同时SG的加入可有效地改善PA6的热稳定性、结晶性、熔融性能和烧结性能,并且适用于3D打印激光烧结领域。     

粒径可控3D打印用PA6/12粉末制备及热性能研究

以己内酰胺(CL)、十二内酰胺(LL)和聚苯乙烯(PS)为主要原料,通过内酰胺单体阴离子开环聚合制得聚酰胺6/12/PS(PA6/12/PS)合金,通过溶去PS相得到PA6/12粉末。利用FT-IR、SEM、DSC、白度仪等手段对合金体系和PA6/12粉末的微观形貌、热性能等进行研究。结果表明:当PS用量为20%(wt,质量分数),CL∶LL=70∶30时,PA6/12粉末平均粒径达到32μm,性能与市场上的PA12(EOS)粉末接近。     

碳纳米管填充不相容共混物的双PTC效应*

将碳纳米管(CNTs)、苯乙烯马来酸酐无规共聚物(SMA)改性后的CNTs分别与PS/PA6不相容共混体系熔融共混, 制备出PS/PA6/CNTs及PS/PA6/SMA-CNTs导电高分子复合材料, 并研究其PTC效应。结果表明, 对于PS/PA6/CNTs体系, CNTs选择性分布于PA6相, 体系的逾渗阈值为5%(质量分数), 且PTC效应不明显。对于PS/PA6/SMA-CNTs体系, 由于SMA的诱导作用, 使得CNTs分布于PS/PA6共混物相界面及PA6相, 导致体系的逾渗阈值降低至0.112%。PS/PA6/SMA-CNTs体系具有独特的“双PTC效应”, 且其形态结构影响PTC效应的形成机制。对于PA6相为分散相的体系, 其PTC效应是由于PS相的玻璃化转变及PA6相的熔融造成的。对于PS相为分散相及PS/PA6形成双连续相的体系, 其PTC效应是由于PA6相的熔融造成的。     

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%。     

种子细乳液聚合法制备PVAc/PS复合微球形貌的研究

以乙酸乙烯酯(VAc)和苯乙烯(St)为单体,十六烷(HD)和聚苯乙烯(PS)为助稳定剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,采用种子细乳液聚合法通过不同的加料顺序制备了不同形貌的聚苯乙烯(PS)/聚乙酸乙烯酯(PVAc)复合微球。考察了乳化剂和助稳定剂的用量对聚合稳定性的影响。采用红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和热失重分析(TGA)等方法对复合微球进行了表征。结果表明,乳化剂的用量为6.5mM、PS/HD质量比为1/4时,聚合反应稳定。以PVAc为种子可以得到Janus结构的复合微球;以PSt为种子可以得到核壳结构的复合微球。进一步采用溶剂去除PS核和皂化反应将PVAc水解,得到了中空结构的PVA微球和Janus型双亲性PS/PVA微球。     

双重磁响应温敏复合微球的制备及表征

在Fe3O4纳米粒子表面聚合包覆温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)及其与聚苯乙烯(PS)、聚α-甲基丙烯酸(PMAA)的共聚物,制备表面不同亲水/疏水性质的双重磁响应温敏复合微球。利用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)及Zeta粒度仪(DLS)等对复合微球进行了表征。结果表明,复合微球呈现核壳结构,粒径约为150nm~300nm;在复合微球温敏聚合物中引入亲水/疏水链段可以有效调节其最低临界溶解温度(LSCT),随着温敏聚合物亲水性的提高,微球LSCT向高温移动,且该微球具有良好的双重磁响应特性(磁靶向响应性和磁热响应性)。     

氧化石墨烯/尼龙6复合材料的等温结晶行为

采用液相共混法制备氧化石墨烯(GO)/尼龙6(PA6)复合材料,利用差示扫描量热(DSC)和偏光显微镜(POM)表征该体系的等温结晶行为。结果表明,Avrami方程可较好地描述PA6和GO/PA6复合材料的等温结晶行为,氧化石墨烯对尼龙6起到成核剂作用,使其结晶速率增大,结晶活化能减少。等温结晶温度升高,PA6和GO/PA6的绝对结晶度和结晶速率减少。偏光显微镜观察证实,添加氧化石墨烯后的尼龙球晶细化。     

氧化石墨烯/苯甲酸钠复合成核剂协同改性PA6纳米复合材料的性能

先用水热法合成氧化石墨烯(GO)/苯甲酸钠(Sb)复合成核剂(GO-Sb),然后用熔融共混法制备尼龙6(PA6)/GO-Sb纳米复合材料,研究了分别添加GO和Sb、同时添加GO-Sb对PA6纳米复合材料的形态、力学和热性能的影响。结果表明：GO与Sb之间存在静电相互作用和π-π共轭,Sb的加入能促进PA6中γ晶的形成。GOSb作为异相成核剂均匀分散在PA6中,使PA6纳米复合材料的结晶温度、结晶度和热变形温度提高。PA6-GOSb(100/0.05/0.25)纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度分别比纯PA6提高了69.9%和157.1%。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料的拉伸强度、冲击强度和弹性模量分别比PA6-GO-Sb(100/0.3/0)纳米复合材料提高了13.6%、186.4%和52.6%。与纯PA6(k=0.238 W/m·k)相比,PA6-GO-Sb(100/0.3/0)纳米复合材料(k=0.536 W/m·k)的热导率提高了125.2%,PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料(k=0.854 W/m·k)的热导率提高了258...     

改性氧化石墨烯/氢氧化镁/聚酰胺-6复合材料的制备和性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性处理氧化石墨烯(GO),添加改性后的GO,与聚酰胺-6(PA6)/氢氧化镁[Mg(OH)_2],成功制备了改性GO/PA6/Mg(OH)_2复合材料。通过红外光谱、热重分析、X-射线衍射、机械拉伸、锥形量热仪等技术手段对复合材料进行了分析和表征。结果表明,添加改性GO之后PA6/Mg(OH)_2复合材料的热分解速率大大降低,拉伸强度由32MPa提高至43MPa,在改性GO添加量为1%(wt,质量分数),Mg(OH)_2添加量为40%(wt,质量分数)条件下,制得的改性GO/Mg(OH)_2/PA6的极限氧指数达到28.5,具有较好的阻燃性能。     

无皂乳液聚合法制备PS/TiO2核-壳复合微球

采用无皂乳液聚合法制备聚苯乙烯(PS)微球,将所制备的PS微球经磺化吸水后,利用钛酸丁酯作前驱体在乙醇中反应,使TiO2包覆在磺化苯乙烯微球表面,得到有机-无机PS/TiO2复合微球。在所得的杂化微球表面接枝上可聚官能团,利用无皂乳液聚合将聚甲基丙烯酸甲酯聚合到微球表面,得到核-壳-壳杂化微球。用FT-IR、SEM和TGA等方法对所制得的复合微球进行表征。结果表明PS、PS/TiO2及PS/TiO2/PMMA微球表面光滑,球形度好,单分散性良好;通过改变TBOT的加入量可以控制TiO2对PS微球的包覆厚度。     

PA6-66-1010/MCPA6复合材料的结构与性能

采用原位聚合法制备了三元共聚尼龙6-66-1010(PA6-66-1010)与原位浇铸尼龙6(MCPA6)的共混复合材料。利用差示扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)、力学性能测试和扫描电子显微镜(SEM)表征复合材料的结晶熔融行为、动态力学性能、力学性能及断裂破坏形貌。结果表明,PA6-66-1010的加入,使得复合材料中MCPA6分子间的氢键作用减弱、分子链活动性增加;复合材料的结晶温度、熔融温度、结晶度随着PA6-66-1010含量的增加而下降;PA6-66-1010的加入,破坏了MCPA6分子间氢键的规整性,使得复合材料韧性得到提高而强度变化不大;当PA6-66-1010含量为10%时,复合材料断裂伸长率提高近6倍。     

Pickering乳液聚合制备聚苯乙烯/纳米SiO2复合微球与其性质

以两亲性纳米SiO2为稳定剂构筑Pickering乳液,分别采用偶氮二异丁腈(AIBN)及过硫酸铵(APS)作为引发剂引发苯乙烯单体聚合,制得了不同尺寸及形貌的聚苯乙烯/纳米SiO2(PS/SiO2)复合微球,并分析了Pickering乳液聚合的机理。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱-多角度激光光散射联用仪(GPC-MALLS)、热失重分析(TGA)及差示扫描量热仪(DSC)对产物进行了表征,结果表明,AIBN引发所得复合微球为微米级(0.5μm~2.0μm),而APS引发产物为亚微米级(0.1μm~0.5μm),两者引发所得聚合物重均分子量(-Mw)分别为4.780×104g/mol及3.411×105g/mol;复合微球的热性能因纳米SiO2的存在而得到增强。     

热致液晶共聚酯/PA6/RSMA原位复合材料2.力学性质与破坏行为

选用Vectra A950热致液晶共聚酯（LCP）制备热致液晶共聚酯（LCP）/聚酰胺6（PA6）/苯乙烯-马来酸酐无规共聚物（RSMA）三元共混物。并注射成型制得复合板材。研究三元LCP/PA6/RSMA原位复合材料的形态结构、力学性质和破坏行为。结果表明,PSMA是LCP/PA6复合材料的有效增容剂。RSMA的加入有利于LCP在PA6基体中原位成纤,增强了两相之间的界面粘接。加入RSMA后,LCP/PA6原位复合材料的杨氏模量、抗拉强度和抗冲击强度明显提高。RSMA能延长LCP/PA6复合材料的裂纹引发时间、增加裂纹引发能和总冲击能。对LCP/PA6原位复合材料有增韧作用。RSMA的加入量存在一临界值。     

微晶纤维素的表面改性对己内酰胺聚合的复合材料性能的影响

利用2,4-甲苯异氰酸酯(TDI)对微晶纤维素(MCC)进行改性,将改性前后的纤维素(MCC和TMCC)分散到己内酰胺(CL)中并利用CL阴离子开环聚合制备得到MCC/PA6和TMCC/PA6复合材料,研究TDI对MCC表面改性对复合材料的影响。扫描电子显微镜和傅立叶红外光谱结果表明TDI和MCC表面发生了接枝反应。比较复合材料中CL的转化率,发现TMCC/PA6复合材料中CL的转化率比MCC/PA6复合材料中CL的转化率高;测试复合材料中PA6和纯PA6的分子量,结果表明TMCC/PA6复合材料中PA6的分子量明显高于MCC/PA6复合材料中PA6的分子量;测试MCC、TMCC含量为1%(质量分数)的复合材料与纯PA6在250℃的剪切粘度,发现复合材料在250℃下剪切粘度在低频下均比PA6高,且前者最高,高频时两者趋向一致。     

原位悬浮乳液聚合制备聚苯胺/纳米金刚石复合微球及结构表征

利用原位乳液聚合的方法合成得到了聚苯胺(PANI)/纳米金刚石复合微球.用X射线衍射(XRD)、热重-差热(Tg-DTA)、透射电子显微镜(TEM)、粒径分析(PSD)、比表面积分析(BET)、红外光谱(FT-IR)及紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术分别对获得的PANI/纳米金刚石复合微球进行了结构、形貌、表面表征.结果表明,在PANI/纳米金刚石复合微球中,纳米金刚石为立方相,复合微球介于10～30nm,粒径分布窄,分散性良好,比表面积可达270m2/g,且具有较好的热稳定性.结构分析证实在PANI/纳米金刚石复合物中,PANI与纳米金刚石之间存在氢键键合机制.     

氧化石墨烯稳定的Pickering乳液及其聚合反应

通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以GO做稳定剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相,制备了Pickering乳液,并研究了GO浓度、水相pH值对其稳定性的影响;通过加入引发剂成功进行了Pickering乳液聚合制备PMMA/GO复合微球,利用透射电镜对该复合微球的微观结构进行了表征。研究表明,GO稳定的Pickering乳液相比于SDBS稳定的普通乳液,液滴粒径更小且分散性更好;GO浓度对Pickering乳液的稳定性影响不大,但随其浓度的增加,Pickering乳液液滴尺寸变小,液滴更为分散;酸性连续相更有利于GO在油水界面的吸附而形成稳定的Pickering乳液,随着pH值增大,液滴尺寸逐渐变大,但碱性条件下乳液无法稳定存在;乳液聚合产物形貌为PMMA颗粒由GO片均匀包覆形成的复合微球,尺寸分布约200 nm左右。     

Ni/PS核壳结构纳米复合微球的制备及磁性能

采用乳液聚合法制备了纳米级聚苯乙烯微球,利用化学沉积法在微球表面镀镍,制备出了具有磁性的金属/高分子(Ni/PS)纳米复合微球。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和能量色散谱仪(EDS)分别对镀镍前后纳米微球的形貌结构、相组成、化学成分进行表征分析,用振动样品磁强计(VSM)测试了不同制备工艺条件下复合微球的磁学性能。结果表明,活化工艺、还原剂浓度、镀液pH值和温度对镀后复合微球的磁性能有显著影响。根据磁性能结果,优化工艺参数,制备了具有规则球形、单分散性好、粒径约为100nm、镀层完整、均匀的磁性Ni/PS核壳结构纳米复合微球,并获得最大的饱和磁化强度Ms=8.8764emu/g。     

改性氧化石墨烯相容剂的制备及在聚酰胺6/聚丙烯共混物中的应用研究

通过静电作用将氧化石墨烯(GO)与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)结合,得到GO-GTA,再与极性部分(HDE)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)反应制得相容剂PP-HDE-g-GO,将其加入聚酰胺6(PA6)/聚丙烯(PP)共混物中。通过扫描电子显微镜、X射线多晶衍射仪、热重和力学性能分析,研究了PP-HDE-g-GO含量对PA6/PP共混物性能的影响。结果表明:PP-HDE-g-GO改善了复合材料中两相的相容性,PP粒子均匀地分散于PA6基体;复合材料的热稳定性和力学性能均提高;当PP-HDE-g-GO添加量为0.2%(质量分数)时,复合材料综合性能最优。     

三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物对PA6/PP共混物结构和性能的影响

通过Molau实验、扫描电子显微镜(SEM)观察和力学、热学性能测试,研究了三元乙丙橡胶接枝马来酸酐共聚物(EPDM-g-MAH)增容剂在PA6/PP共混物中的作用.重点讨论了PA6/PP配比、EPDM-g-MAH用量对共混物结构、冲击强度、热变形温度和吸水率的影响.实验结果表明:EPDM-g-MAH是一种反应型增容剂.适量的EPDM-～MAH加入可很好地改善PA6和PP两相的相容性,减小PP分散相的粒径,提高PA6、PP两相界面的相互作用.当PA6/PP/EPDM-g-MAH质量比为80/20/(10～15)时,共混物综合性能最好.和纯PA6相比,共混物冲击强度提高3倍以上,热变形温度提高7℃以上,吸水率减少2/3.     

相反转工艺制备Fe_3O_4/P(St-BA)复合微球的研究

采用共沉淀法制备了油酸修饰的Fe3O4纳米粒子,并采用相反转工艺制备了Fe3O4/P(St-BA)复合微球。用透射电镜(TEM)和热失重(TGA)方法表征了Fe3O4纳米粒子、Fe3O4/P(St-BA)复合微球的形貌和Fe3O4含量。TEM显示大部分Fe3O4粒子被包覆在复合微球内部,同时有部分Fe3O4粒子嵌在微球表面。研究表明:Fe3O4/P(St-BA)复合微球具有良好的磁响应性,油酸量为0.4g修饰的Fe3O4粒子在混合单体中分散效果好。粒度测试结果显示转相水体系中聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠复配制备的微球粒径较小且分布较窄;转相过程提高转速微球平均粒径变小,粒度分布变窄。