PA6受限结晶行为及其对复合材料性能的影响研究

发布时间：2017-11-06 19:44

  本文关键词：PA6受限结晶行为及其对复合材料性能的影响研究

  更多相关文章： 尼龙6 氯化锂 层状粘土 受限结晶 络合反应 流变性能

【摘要】：聚合物分子链的聚集态结构对其性能的影响较大,特别是半结晶性高分子尼龙6,而且受限高分子与非受限高分子在结晶方面有很大差异。本文采用共混挤出的方法制备了尼龙6(PA6)/氯化锂(LiCl)复合材料、PA6/层状粘土纳米复合材料及PA6/层状粘土/LiCl纳米复合材料。通过添加络合剂和无机片层填料,研究了络合受限机理,探讨了络合受限、解络合对复合材料性能的影响。同时也研究了层状粘土剥离分散的机理对PA6受限结晶行为与流变性能的影响。最后探讨了络合作用和层状粘土同时存在下对PA6受限结晶行为与性能的影响。具体研究内容如下:首先,采用不同含量的络合剂LiCl改性PA6,通过傅里叶红外(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、动态流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、广角X射线衍射(XRD)等表征手段,探讨吸水处理对PA6/LiCl复合材料结晶行为与流变性能的影响,研究了LiCl对PA6络合体系受限结晶的机理。结果表明,LiCl中的Li+离子能与O原子发生配位,Cl-离子和N-H键形成了氢键,从而破坏了PA6分子间的氢键,结晶受到限制。当LiCl的含量为6%时,PA6/LiCl复合材料已经呈现无定形状态。当复合材料吸水后,LiCl与PA6之间的络合作用被破坏,受限作用减弱,复合材料的结晶度升高。当吸水处理的样条烘干后进行力学测试,样条的拉伸强度和冲击强度均减小。其次,采用溶液法并设计正交实验对锂皂石进行有机改性,然后将改性效果最优的有机锂皂石加入PA6中,制备了PA6/有机锂皂石纳米复合材料及PA6/有机蒙脱土纳米复合材料。通过结晶性能、流变性能、透射电镜(TEM)、动态力学性能、力学性能分析,比较了锂皂石和蒙脱土的含量对PA6复合材料性能的影响,同时对粘土剥离分散机理进行了探讨。结果表明,有机锂皂石/PA6和蒙脱土/PA6纳米复合材料中,复合材料的结晶度(△Xc)均随粘土含量的增大而减小,但有机锂皂石/PA6纳米复合材料下降更明显,起始结晶温度小于纯PA6起始结晶温度,说明层状粘土加入PA6后,都没起到成核剂的作用,锂皂石的加入使分子链受限,不利于其结晶。有机锂皂石/PA6和蒙脱土/PA6纳米复合材料的拉伸强度和弯曲强度均比纯PA6的大,但有机锂皂石/PA6纳米复合材料的拉伸强度和弯曲强度增加更明显。最后,固定LiCl含量为3%,将不同含量的有机锂皂石、蒙脱土分别加到PA6/LiCl复合材料中。通过结晶性能、流变性能、分散分布、力学性能分析,探讨了不同粘土和络合作用同时存在下对PA6复合材料结晶性能与流变性能的影响。结果表明,LiCl/有机锂皂石/PA6纳米复合材料的结晶温度(Tc)和结晶度(△Xc)均随锂皂石含量的增大先增大后减小,在锂皂石含量为5%时最大,但比锂皂石含量为0%时复合材料的Tc和△Xc小,这说明锂皂石和LiCl对PA6结晶受限起到了协同作用。而LiCl/蒙脱土/PA6纳米复合材料中,复合材料的Tc和△Xc均随蒙脱土含量的增大先减小后增大,在蒙脱土含量为5%时最小。另外,在LiCl/粘土/PA6纳米复合材料中,随锂皂石含量的增加,运动受到限制,流动阻力变大,从而表现出G′增大。但LiCl/有机锂皂石/PA6纳米复合材料G′均比LiCl/PA6复合材料的大,而LiCl/蒙脱土/PA6纳米复合材料G′均比LiCl/PA6复合材料小。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ323.6;TB332

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本文编号：1149128