玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的制备和性能研究

发布时间：2017-11-22 13:04

  本文关键词：玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的制备和性能研究

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【摘要】：纤维增强热塑性复合材料比强度大、韧性高、成型周期短且可回收利用,因其应用领域十分广泛。阴离子聚合尼龙6(APA6)分子量大、结晶度高,是一种性能良好的热塑性材料,以其为基体与纤维复合可得到综合性能优良的热塑性复合材料。但是,聚合温度、催化剂和活化剂的添加量等因素对APA6的合成有较大影响,且增强纤维的状态和长度对复合材料综合性能有较大影响。因此,本文主要围绕APA6的合成工艺优化、增韧改性和增强改性开展研究工作。当聚合温度为140～170℃时,APA6的分子量随着温度的升高而增加,催化剂氢氧化钠(NaOH)对APA6分子量的影响不大,而随着活化剂甲苯二异氰酸酯(TDI)添加量的增多,APA6的分子量呈下降趋势；APA6的分子量和结晶情况对其力学性能有较大影响；不同合成工艺条件制备的APA6热性能差异不大,但是APA6的热稳定性比水解聚合尼龙的热稳定性差。采用十二内酰胺(LL)和己内酰胺(CL)共聚,对APA6增韧改性。而共聚未改变APA6的晶型结构,但共聚物的结晶度随着LL添加量的增加而降低。与APA6相比,PA6/12共聚物的熔融温度和结晶温度分别降低了35.4℃和51.1℃；LL添加量从0%增加到30%时,PA6/12共聚物的断裂伸长率从60%增大到325%,弯曲强度从65.18 MPa降低至28.00 MPa,但是拉伸强度出现先减小后增加的趋势。并在PA6/12共聚物的拉伸断面观察到了大量直径为100 nm、长度为1μm左右的纳米纤维状物质。通过玻璃纤维布和不同长度的短切玻璃纤维对APA6进行增强改性。随着玻璃纤维布体积分数的升高增加,APA6复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量都有一定程度的增大；当长度为4cm的短切玻璃纤维的体积分数为32.2%,玻璃纤维/APA6复合材料的拉伸强度比APA6增大了129.5%,其弯曲强度比APA6增大了305.6%；与玻璃纤维布增强APA6相比,短切玻璃纤维增强APA6复合材料未见明显变形,但短切玻璃纤维在基体中的分散性和均匀性还有待进一步提高。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332

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本文编号：1214773