丙烯酸酯类抗氧剂对聚酰胺的热氧稳定作用

采用丙烯酸酯类抗氧剂AL与主、辅抗氧剂复合构成三元复合稳定体系,利用其双官能团稳定机理,捕获聚合物降解产生的碳自由基,以进一步提高尼龙6热氧稳定性能。研究了抗氧剂AL对尼龙6的热氧稳定作用,结果表明,在130℃长期热氧老化过程中,抗氧剂AL的加入能有效抑制尼龙6黏度和分子量的降低,抑制其端羧基形成和含量的增加,提高尼龙6的热分解温度,并能有效延缓尼龙6冲击韧性的下降,获得较高的保留率。     

应力老化对尼龙6结构与性能的影响

主要研究重要的工程塑料尼龙6的应力加速老化行为,即对其在应力作用下的蠕变行为、力学性能、组成结构及取向结晶行为进行研究。结果表明,应力作用使尼龙6在老化初期的蠕变急剧增加,并随应力增大而增大,蠕变稳定时间增长。其拉伸强度随老化时间延长先增大后下降,而断裂伸长率降至一稳定值。单纯的应力老化对尼龙6的端基和分子量影响不大,其取向度和结晶度均随老化时间延长或应力增大而升高,在一定程度上抑制了其氧化降解。     

UV-770在聚酰胺6合成中的应用

在己内酰胺开环聚合过程中加入一定量的双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(UV-770),合成改性聚酰胺6树脂。研究了UV-770对聚酰胺6光稳定性、热氧稳定性和末端氨基含量的影响。结果表明:UV-770的加入能明显提高聚酰胺6的耐紫外光及热氧稳定性,空气氛围下的起始分解温度提升20℃左右,相对黏度明显下降,在185℃空气氛围下老化30min,改性聚酰胺6相对黏度下降百分比极低(UV-770含量0.2%,下降比为纯聚酰胺6的18%),热氧稳定性明显得到改善。同时,聚酰胺6的末端氨基含量增加,加入量为0.05%时,末端氨基含量提高了3.9mmol/kg,对染色性能有所改善。而UV-770对聚酰胺6的热稳定性、结晶温度与熔融温度影响不大。     

光引发交联改性对尼龙6性能的影响

在光交联剂的存在下,研究紫外光辐照交联改性尼龙6。通过凝胶含量测试、衰减全反射红外光谱、热重分析和差示扫描量热法(DSC)考察了紫外光辐照尼龙6的交联特征及相关性能。结果表明,当紫外光辐照5s时,凝胶含量达到99.2%,拉伸强度从60.0MPa增加到73.2MPa。紫外光辐照后,尼龙6的结晶度和熔点下降,热稳定性提高。在光交联同时,尼龙6表面也发生光氧化降解,并随辐照时间的延长而加剧,导致尼龙6的力学性能下降。     

紫外光辐照对注射成型聚碳酸酯制品光学性能和拉伸性能的影响

本文研究了紫外光辐照对注射成型聚碳酸酯制品的光学性能和拉伸性能的影响。结果表明,紫外老化240h后,制品表面发生了光-弗里斯重排和光氧化反应,生成了有色基团,制品颜色变黄,紫外吸光率增加;拉伸强度和韧性降低。热氧老化对照实验表明,在60℃下,紫外光辐照对注射成型聚碳酸酯制品性能降低起主要作用。     

恒粘天然橡胶的老化特性

研究了在天然鲜胶乳中分别加入几种不同的恒粘剂制备的恒粘天然橡胶硫化胶的热氧(热空气)、臭氧、光氧(紫外光)老化特性。结果表明,盐酸羟胺和水合联胺可改善恒粘天然橡胶(NR)的热氧老化性能,能降低臭氧和光氧老化性能;硫酸羟胺能改善恒粘NR臭氧老化性能,但对热氧和光氧老化性能产生不利影响;盐酸氨基脲在用量低时能降低恒粘NR的热氧和臭氧老化性能,但随用量的增加影响程度逐渐减小;苯胺质量分数为0.05%和0.10%时,可提高恒粘NR的热氧老化性能和降低光氧老化性能,当苯胺用量为0.20%时却降低了恒粘NR的热氧老化性能并提高光氧老化性。     

热氧老化对尼龙6结晶行为与性能的影响

通过熔融共混法制备了添加稳定剂的稳定化尼龙6和不加稳定剂的尼龙6。采用差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、动态力学性能(DMA)、红外光谱等方法研究了尼龙6在160℃高温环境中热氧老化不同时间后结晶行为及性能的变化。结果表明,随着热氧老化时间延长,尼龙6的结晶温度、结晶度及拉伸强度呈先上升后下降趋势,冲击韧性下降,储存模量提高;稳定剂的存在提高了尼龙6的结晶温度、结晶度及力学性能保持率,但对其玻璃化转变温度影响不大;热氧老化36h以后,尼龙6以γ晶型为主,稳定化尼龙6以α晶型为主。     

热氧老化对阻燃型长玻纤增强尼龙6静动态力学及降解动力学的影响

研究了160℃不同热氧老化时间对阻燃型长玻纤增强尼龙6(FR/PA6/LGF)复合材料的静、动态力学性能及降解行为的影响。热与氧对FR/PA6/LGF复合材料的影响通过差示量热分析、动态力学性能分析、扫描电镜及力学性能表征。结果表明,虽然由动态力学性能分析可知热氧老化使得树脂基体分子链的刚性增加,但最终基体分子链断裂、降解导致老化试样表面出现的凹坑、微裂纹和脱粘在老化进程中占据了主导地位。利用Ozawa法求出了不同老化时间处理后FR/PA6/LGF热氧降解反应的活化能,结果表明热氧老化降低了阻燃材料的热稳定性,影响了其在不同燃烧区的阻燃效率。     

混杂短纤维增强尼龙1010的热水老化

本文研究了经80℃热水老化2600小时的短碳纤维和玻璃纤维混杂增强尼龙1010复合材料的性能与结构变化,并对复合材料中的纤维长度分布进行了统计.研究表明,纤维长度减小主要发生在挤出造粒阶段.碳纤维与玻璃纤维的长度分布差异不大.混杂增强的尼龙1010复合材料在许多力学性能和摩擦磨损行为上表现出正的“混杂效应”.热水老化后仍然存在这种情况.热水老化使尼龙1010的分子量降解,降解率随玻璃纤维含量增加而增大.老化使尼龙1010晶粒增大,但并无形成球晶.热水老化后复合材料的力学性能保留率随玻璃纤维含量增加而下降.热水老化使玻璃纤维与尼龙1010之间的界面粘结受到严重破坏,界面剪切强度严重下降.碳纤维与尼龙的界面粘结所受的破坏轻一些.     

基于改进主成分分析法的低密度聚乙烯光氧老化行为及综合评价模型

在紫外光氧环境中对低密度聚乙烯(LDPE)进行了64天的人工加速老化实验,以研究其在光氧环境下的老化行为及规律。利用力学实验、衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)、热重分析法(TGA)和差示扫描量热法(DSC)分别研究了低密度聚乙烯(LDPE)在光氧老化环境中力学性能、化学结构、热稳定性和熔融特性的变化规律,引入层次分析法(AHP)确定评价指标权重,采用改进主成分分析法(PCA)构建了LDPE的光氧老化综合评价模型。结果表明:随老化时间增加LDPE拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别下降了39.7%,32.3%,96.4%。分子结构中产生羰基、羟基等含氧基团,分子链断裂,支链增加。起始热分解特征温度和熔融峰峰值温度下降,LDPE表面破坏严重,老化作用剧烈。老化综合评价指标随老化时间呈现三段式的变化趋势,改进PCA法评价结果更为合理,适用于LDPE光氧老化行为的综合评价。     

SiO2含量对新型PA6/EP/SiO2纳米材料体系聚合反应的影响

采用廉价的环氧树脂(EP)与正硅酸乙酯(TEOS)反应生成改性前驱体,然后水解,再将水解液与熔融己内酰胺混匀,通过原位生成法制备出新型PA6/EP/SiO2纳米复合材料。研究了SiO2无机粒子的加入对PA6聚合反应的影响。端基分析和高效液相色谱仪(HPLC)测试结果表明:随SiO2加入量的增加,PA6分子量及低聚物含量有下降趋势。     

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。      

有机蒙脱土改性超支化聚酰胺6的制备与表征

以枝化剂为超支化聚酰胺6（PA6）的引发剂,配以含有端羧基官能团的有机改性剂改性的有机蒙脱土（O-MMT）,经原位开环接枝聚合制备了O-MMT/超支化PA6复合材料。通过FTIR和TEM表征了超支化PA6与O-MMT的接枝情况以及O-MMT在基体中的分散形态。研究了O-MMT对超支化PA6结晶性能、熔体流动性能和力学性能的影响。结果表明:O-MMT呈剥离态和插层态分散于超支化PA6基体中,且与PA6分子链段产生化学键合,形成网络交联结构。网络交联结构使O-MMT/超支化PA6复合材料与超支化PA6相比熔体流动指数急剧下降。另外,O-MMT使超支化PA6的α晶型消失,且使仅有γ晶型的超支化PA6的结晶度降低。但随O-MMT 含量增加,O-MMT/超支化PA6复合材料的强度逐步提高,拉伸强度从38.4 MPa提高至60.8 MPa。复合材料的韧性也得到大幅度提高,断裂伸长率从2.1%提高至70.1%,无缺口冲击强度从20.3 kJ/m2急剧提高至291.8 kJ/m2。      

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。      

尼龙11/POE共混物的形态与力学性能

采用动态力学分析(DMTA)和扫描电镜(SEM)等方法研究了相容剂乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐聚合物(POE-g-MAH)对尼龙11(PA11)共混体系力学性能及共混物形态的影响。结果表明,混合弹性体中m(POE-g-MAH)/m(POE)=2∶1时,PA11共混物的缺口冲击强度达到81.2 kJ/m2;共混物缺口冲击强度对MAH接枝率敏感;加入混合弹性体,共混体系分子间的作用力增大,损耗峰向高温方向移动,Tg升高;PA11与POE各个共混体系的β松弛峰高显著低于纯PA11的,加入POE和POE-g-MAH可有效降低PA11的吸水性;POE-g-MAH可显著改善PA11/POE共混材料的相容性,使分散相尺寸减小,分布均匀,且材料缺口冲击强度显著增大。     

热处理对碳纤维/聚酰胺6复合材料界面结晶及力学性能的影响

探究了热处理对聚酰胺6（PA6）在碳纤维（CF）表面的结晶行为及其界面力学性能的影响。利用差示扫描量热法（DSC）、偏光显微镜（POM）观察法等分析手段考察了热处理对PA6在CF表面结晶行为的影响,揭示了在热处理过程中,PA6进行链段重排,形成小且不完善的新结晶,导致结晶度的上升以及界面横晶形貌的完善;进一步通过单丝微球脱粘实验和单向CF/PA6复合材料横向拉伸实验考察了热处理对PA6与CF的界面结合性能的影响,揭示了经退火热处理的试样由于弱界面和应力集中的减少使界面剪切强度增加且单位体积断裂能下降。     

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。     

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%。