粒径及改性方法对PA6/硬石膏粉复合材料性能的影响研究
发布时间：2021-08-27 03:09
硬石膏粉（AII）作为无机矿物粉体的一种,具有高强度、良好的润滑和耐磨性等特点,在高分子材料等领域有着广泛的应用前景。无机粒子的含量、粒径及分布、分散状态及表面性质等均为影响聚合物基复合材料性能的重要因素。本研究采用不同偶联剂对AII进行表面改性,将其与聚酰胺6（PA6）熔融共混,制备得到相应的复合材料,并探讨了AII的粒径及分布、含量以及不同偶联剂等因素对复合材料性能的影响。主要研究内容如下：（1）选用四种不同粒径（800目、1500目、2000目和3000目,分别用AⅡ-800、 AⅡ-1500、AⅡ-2000 和 AⅡ-3000来表示）的AII与PA6进行熔融共混,研究了AII的粒径及含量对复合材料性能的影响。研究结果表明,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均随AII含量的增加呈现先增大后减小的变化趋势,当其含量分别为15份和20份时,拉伸强度和弯曲强度分别达到最大值,而缺口冲击强度则随其含量的增加而降低。在相同的AII含量下,复合材料的力学性能随AII粒径的减小而增加。DSC和XRD结果显示,AII的加入起到了异相成核的作用,提高了PA6的结晶温度,同时促进了PA6从α晶型向Y晶型的...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１５￡１＾４图（３）义１１－８００，（１５）乂１１－１５００，似乂１１－２０００?和（（１）义１１－３０００??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?化Ｍ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?（ａ）?Ａ化８００，（ｂ）?Ａｎ－１５００，（Ｃ）?ＡＩＩ－２０００?ａｎｄ?（ｄ）?ＡＩＩ－３０００??２．３．２不同粒径硬石實粉的ＸＲＤ分析??
Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?（ａ）?Ａ化８００，（ｂ）ＡＩＩ－ｌ?５００，（ｃ）ＡＩＩ－２０００?ａｎｄ?（ｄ）ＡＩＩ－３０００??２．３．３硬石膏粉的粒径及含量对复合材料力学性能的影响??图２．３为硬石膏粉的粒径及含量对ＰＡ６复合材料拉伸强度的影响。ＰＡ６／ＡＩＩ－８００、??ＰＡ６／ＡＩＩ－１５００、ＰＡ６／ＡＩＩ－２０００?和?ＰＡ６／Ａｎ－３０００?复合材料分别表示?８００?目、１５００?目、２０００??目和３０００目硬石膏粉填充ＰＡ６复合材料。从总体来看，加入不同粒径大小的硬石膏粉??后，ＰＡ６复合材料的拉伸强度均有较大的提高。当硬石膏的含量增加到１５份时，复合??材料的拉伸强度达到最大值。拉伸强度的显著增强可能是因为硬石膏颗粒较均匀地分散??在ＰＡ６基体中并且硬石膏表面的哲基与ＰＡ６分子链的醜胺基团存在相互作用。当硬石??膏粉的含量超过１５份后，复合材料的拉伸强度随硬石膏粉含量的继续增加而降低，但??仍高于纯ＰＡ６的拉伸强度。这一方面是因为体系粘度迅速增大，硬石膏粉在ＰＡ６中的??分散性下降（参看ＳＥＭ部分），使ＰＡ６分子链的有序排列变得困难，导致体系结晶度??下蜂；另一方面，硬石膏粉在ＰＡ６结晶过程中起到了空间位阻作用，不利于ＰＡ６分子??链的有序排列，致使ＰＡ６晶体结构的规整性变差，进而使复合材料的拉伸强度降低［６６１。??赵晓霞等人研究了锻烧或表面改性硬石膏粉含量对ＰＡ６复合材料力学性能的影响
烙融指数是聚合物加工中表征材料可加工性的一个重要指标。炼融指数Ａ＃值越大，??聚合物烙体的粘度越大，体系的流动性越差，加工难度越大。聚合物及其复合体系的流??变性能在某种程度上影响着材料的力学及热学性能。图２．６为硬石膏粉的粒径及含量对??ＰＡ６复合材料流变性能的影响。由图２．６可知，加入５份不同粒径大小的硬石膏粉后，??复合材料的烙融指数均比纯ＰＡ６的要小，并且随着硬石膏粉含量的增加而继续下降。这??是因为作为填料的硬石膏本身的流动性差，并且当硬石膏粉加入ＰＡ６基体中，硬石膏颗??粒与ＰＡ６之间具有一定的相互作用，起到了物理交联点的作用，限制了?ＰＡ６分子链的??相对运动，使复合材料的粘度增大，流动性变差。当硬石膏粉含量过高时，硬石膏颗粒??在ＰＡ６中团聚，进而使复合体系的粘度更大程度的提高。从图中进一步观察我们还可Ｗ??看出，在一定的硬石膏粉含量下，随着硬石膏粉粒径的减小，复合材料的烙融指数越小，??粘度越大
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合增韧改性剂对废旧聚乙烯性能的影响研究[J]. 胡益兴,史军华,杜亚平,陈宪宏. 包装学报. 2016(02)
[2]AlN填充PA6导热复合材料的性能研究[J]. 何和智,吴明春,周丽英. 塑料工业. 2015(09)
[3]滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响[J]. 刘海明,王向东,刘伟. 中国塑料. 2013(11)
[4]正交实验法研究尼龙6基耐磨复合材料[J]. 邓凌云,侯清麟,魏珊珊,陈宪宏. 湘潭大学自然科学学报. 2013(03)
[5]硬石膏激发试验研究[J]. 王丽,张羽飞,冯菊莲,陈红霞. 新型建筑材料. 2013(07)
[6]填料对PVC糊稳态流变性能的影响[J]. 徐国敏,吉玉碧,罗恒,杨照,谭红. 塑料. 2012(05)
[7]滑石粉粒径对聚乳酸的结晶行为和力学性能研究[J]. 吴爽,刘伟,王青松,何路东,刘本刚,王向东,张玉霞. 塑料包装. 2012(04)
[8]钛酸酯偶联剂的偶联机理及研究进展[J]. 李红玲,董斌,韩延安,娄淑芳,李杰,李文静. 表面技术. 2012(04)
[9]针状硅灰石/尼龙6复合材料的制备和性能研究[J]. 陆波,王尊新,李鹏. 塑料工业. 2012(04)
[10]片状无机粒子增强聚合物复合材料力学性能研究进展[J]. 梁基照,段德荣. 塑料科技. 2011(09)
硕士论文
[1]无机刚性粒子及其级配共混增强增韧聚丙烯的研究[D]. 杨坤.四川大学 2006
本文编号：3365523
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１５￡１＾４图（３）义１１－８００，（１５）乂１１－１５００，似乂１１－２０００?和（（１）义１１－３０００??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?化Ｍ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?（ａ）?Ａ化８００，（ｂ）?Ａｎ－１５００，（Ｃ）?ＡＩＩ－２０００?ａｎｄ?（ｄ）?ＡＩＩ－３０００??２．３．２不同粒径硬石實粉的ＸＲＤ分析??
Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?（ａ）?Ａ化８００，（ｂ）ＡＩＩ－ｌ?５００，（ｃ）ＡＩＩ－２０００?ａｎｄ?（ｄ）ＡＩＩ－３０００??２．３．３硬石膏粉的粒径及含量对复合材料力学性能的影响??图２．３为硬石膏粉的粒径及含量对ＰＡ６复合材料拉伸强度的影响。ＰＡ６／ＡＩＩ－８００、??ＰＡ６／ＡＩＩ－１５００、ＰＡ６／ＡＩＩ－２０００?和?ＰＡ６／Ａｎ－３０００?复合材料分别表示?８００?目、１５００?目、２０００??目和３０００目硬石膏粉填充ＰＡ６复合材料。从总体来看，加入不同粒径大小的硬石膏粉??后，ＰＡ６复合材料的拉伸强度均有较大的提高。当硬石膏的含量增加到１５份时，复合??材料的拉伸强度达到最大值。拉伸强度的显著增强可能是因为硬石膏颗粒较均匀地分散??在ＰＡ６基体中并且硬石膏表面的哲基与ＰＡ６分子链的醜胺基团存在相互作用。当硬石??膏粉的含量超过１５份后，复合材料的拉伸强度随硬石膏粉含量的继续增加而降低，但??仍高于纯ＰＡ６的拉伸强度。这一方面是因为体系粘度迅速增大，硬石膏粉在ＰＡ６中的??分散性下降（参看ＳＥＭ部分），使ＰＡ６分子链的有序排列变得困难，导致体系结晶度??下蜂；另一方面，硬石膏粉在ＰＡ６结晶过程中起到了空间位阻作用，不利于ＰＡ６分子??链的有序排列，致使ＰＡ６晶体结构的规整性变差，进而使复合材料的拉伸强度降低［６６１。??赵晓霞等人研究了锻烧或表面改性硬石膏粉含量对ＰＡ６复合材料力学性能的影响
烙融指数是聚合物加工中表征材料可加工性的一个重要指标。炼融指数Ａ＃值越大，??聚合物烙体的粘度越大，体系的流动性越差，加工难度越大。聚合物及其复合体系的流??变性能在某种程度上影响着材料的力学及热学性能。图２．６为硬石膏粉的粒径及含量对??ＰＡ６复合材料流变性能的影响。由图２．６可知，加入５份不同粒径大小的硬石膏粉后，??复合材料的烙融指数均比纯ＰＡ６的要小，并且随着硬石膏粉含量的增加而继续下降。这??是因为作为填料的硬石膏本身的流动性差，并且当硬石膏粉加入ＰＡ６基体中，硬石膏颗??粒与ＰＡ６之间具有一定的相互作用，起到了物理交联点的作用，限制了?ＰＡ６分子链的??相对运动，使复合材料的粘度增大，流动性变差。当硬石膏粉含量过高时，硬石膏颗粒??在ＰＡ６中团聚，进而使复合体系的粘度更大程度的提高。从图中进一步观察我们还可Ｗ??看出，在一定的硬石膏粉含量下，随着硬石膏粉粒径的减小，复合材料的烙融指数越小，??粘度越大
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合增韧改性剂对废旧聚乙烯性能的影响研究[J]. 胡益兴,史军华,杜亚平,陈宪宏. 包装学报. 2016(02)
[2]AlN填充PA6导热复合材料的性能研究[J]. 何和智,吴明春,周丽英. 塑料工业. 2015(09)
[3]滑石粉对聚丙烯/聚烯烃弹性体共混物结晶行为和力学性能的影响[J]. 刘海明,王向东,刘伟. 中国塑料. 2013(11)
[4]正交实验法研究尼龙6基耐磨复合材料[J]. 邓凌云,侯清麟,魏珊珊,陈宪宏. 湘潭大学自然科学学报. 2013(03)
[5]硬石膏激发试验研究[J]. 王丽,张羽飞,冯菊莲,陈红霞. 新型建筑材料. 2013(07)
[6]填料对PVC糊稳态流变性能的影响[J]. 徐国敏,吉玉碧,罗恒,杨照,谭红. 塑料. 2012(05)
[7]滑石粉粒径对聚乳酸的结晶行为和力学性能研究[J]. 吴爽,刘伟,王青松,何路东,刘本刚,王向东,张玉霞. 塑料包装. 2012(04)
[8]钛酸酯偶联剂的偶联机理及研究进展[J]. 李红玲,董斌,韩延安,娄淑芳,李杰,李文静. 表面技术. 2012(04)
[9]针状硅灰石/尼龙6复合材料的制备和性能研究[J]. 陆波,王尊新,李鹏. 塑料工业. 2012(04)
[10]片状无机粒子增强聚合物复合材料力学性能研究进展[J]. 梁基照,段德荣. 塑料科技. 2011(09)
硕士论文
[1]无机刚性粒子及其级配共混增强增韧聚丙烯的研究[D]. 杨坤.四川大学 2006
本文编号：3365523
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