PA6/石墨烯衍生物微球的制备及其性能研究
发布时间：2021-11-10 01:57
本文利用阴离子原位聚合制备尼龙6（PA6）的方法,以己内酰胺（CL）、聚苯乙烯（PS）、氧化石墨烯（GO）、磺化石墨烯（SG）为主要原料,利用反应诱导相分离的方法制备得到了一系列粒径可控的PA6/GO（SG）微球。GO与SG在PS的存在下,选择性分散在CL单体中,形成CL/PS/GO（SG）悬浮液,通过CL阴离子原位聚合制备得到PA6/PS/GO（SG）复合材料,并利用甲苯除去PS相后可以获得粒径分布在10-60μm间的PA6/GO（SG）微球。本文考察了该体系的形貌变化以及微球的综合性能,并进一步研究了该微球的部分选择性激光烧结（SLS）打印性能。采用SEM、TEM、AFM、FT-IR、TG、DSC、XRD等表征手段研究了PA6/PS/GO（SG）体系的相形貌、GO（SG）的选择性分散以及PA6/GO（SG）微球的热性能与结晶行为,并进一步表征了该微球的堆积密度、孔隙率、熔融粘结性能等SLS打印性能指标。主要得到以下结果:1.采用Hummers法成功制备了单层的GO,并通过CL阴离子原位聚合成功合成了PA6/PS/GO复合材料。考查了GO的引入对体系形貌的影响,并分析了GO在体系中的...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
深冷粉碎法制备得到的PA6微球Figure.1.1SEMofPA6microspheresbycopiouscoolinggrinding
浙江工业大学硕士学位论文2图1.1深冷粉碎法制备得到的PA6微球Figure.1.1SEMofPA6microspheresbycopiouscoolinggrinding乳液法或悬浮法能够制备得到纳米级高分子微球，该方法虽然能够得到球形度好、粒径分布较窄的高分子微球。但其生产工艺复杂且在生产过程中会产生大量不可回收溶剂，对环境具有较大的污染。同时产品常伴随结块拉丝现象，使得产品的粒径分布不均一。Crespy等[16]通过细乳液法制备得到纳米级PA6微球（如图1.2所示），同时也研究了活性剂、单体浓度等对微球形貌与粒径等的影响。Ricco等[17]引入聚异丁烯作为CL悬浮介质，通过悬浮聚合法得到了粒径为50-500μm的PA6微球，同时研究了不同原料配比对PA6微球形貌与粒径等的影响。但这些方法得到的微球机械性能较差，且工艺较复杂，很难进一步推广应用。图1.2细乳液法制备PA6微球流程图Figure.1.2.ProcessforsynthesisofPA6nanoparticlesinminiemulsion
PA6/石墨烯衍生物微球的制备及其性能研究3溶剂共沉淀法的生产过程容易控制，且溶剂可回收，同时也能够得到球形度良好，分布较为均一的聚合物微球。Wang[18]等利用溶剂沉淀法制备得到直径为20-80μm的PA6/SiO2多孔微球（如图1.3所示）。通过在微球表面原位合成SiO2，使得最终得到的微球能够符合SLS打印工艺的需求。但该方法仍存在耗能大、溶剂消耗大、工艺复杂等缺点。同时对于市场上一系列商品化的聚酰胺微球，其核心技术主要掌握在DTM和EOS公司。因此本论文希望寻找一种绿色环保的能够制备粒径均一，球形度好的PA6微球的方法。图1.3溶剂沉淀法法制备PA6/SiO2微球流程图Figure.1.3.SchematicofthepreparationofPA6/SiO2compositesmicrospheres1.2PA6合金体系的制备及研究进展聚合物共混一直是近些年来制备高性能聚合物材料的主要方法之一。同化学改性的方法相比，聚合物共混改性效率更高，成本更低，是一种具有较高经济效益的改性方法[23]。其中原位聚合法能够有效调控聚合物合金的形貌，可以通过调控聚合物在某单体中的溶解过程以及反应的动力学与热力学过程来获得不同形貌的合金体系[24-25]。大部分PA6共混体系属于热力学不相容体系，虽然共混后容易导致体系发生相分离，并且具有较差的界面粘结，但该方法也能得到具有特殊形貌结构的复合材料[26]。研究发现CL具有极低的熔体粘度（＜1Pa.S）[27-28],并且具有较强的溶解其他聚合物的能力，不仅可以溶解如尼龙6、尼龙66（PA66）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）等极性聚合物，而且可以溶解如聚苯乙烯（PS）、苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）等非极性聚合物。由于CL阴离子聚合的速度快，易导致体系的粘度迅速上升，从而可以维持两相体系的
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯含量对共混微孔膜结构与性能的影响[J]. 李娜娜,尹巍巍,刘峰. 天津工业大学学报. 2019(04)
[2]聚合物纳米石墨烯复合材料导热性能研究进展[J]. 符博支,高洋洋,冯予星,赵秀英,卢咏来,张立群. 功能材料. 2019(08)
[3]MCPA6制备过程中加入不同聚合物的性能变化[J]. 朱海霞,沈国春. 化学工程与装备. 2019(06)
[4]聚合物共混物增容技术及发展[J]. 马鹏飞,王鑫,李栋辉,游峰,江学良,姚楚. 材料工程. 2019(02)
[5]聚酰胺微球的研究进展[J]. 张娜,赵大江,杨桂生. 高分子通报. 2019 (02)
[6]泡沫相相分离制备多孔聚合物微球连续化工艺[J]. 周强,郝军正,祝琳华,王红,司甜,何艳萍,孙彦琳. 化工学报. 2019(03)
[7]PA6/石墨烯纳米复合材料的研究进展[J]. 黄欢,陈林,肖文强,严磊,蔺海兰,卞军. 塑料工业. 2018(10)
[8]深冷粉碎制备尼龙粉末流动性的改善及选择性激光烧结性能[J]. 汤教佳,葸舒婷,张佩瑶,杨欣爽. 塑料工业. 2018(07)
[9]纤维素纳米纤维增强聚己内酯型聚氨酯复合材料的制备及其性能研究[J]. 陈佳彬,马猛,陈思,施燕琴,吴波震,王旭. 塑料工业. 2018(06)
[10]增韧剂对尼龙6/碳纤维复合材料性能的影响[J]. 李姝喆,王伟,夏浙安,李欣欣. 功能高分子学报. 2018(06)
博士论文
[1]原位聚合聚酰胺6/聚苯乙烯多相复合体系的研究[D]. 刘燕.浙江大学 2011
硕士论文
[1]应用于选择性激光烧结的尼龙粉末的研究[D]. 王龙呈.华中科技大学 2007
本文编号：3486339
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
深冷粉碎法制备得到的PA6微球Figure.1.1SEMofPA6microspheresbycopiouscoolinggrinding
浙江工业大学硕士学位论文2图1.1深冷粉碎法制备得到的PA6微球Figure.1.1SEMofPA6microspheresbycopiouscoolinggrinding乳液法或悬浮法能够制备得到纳米级高分子微球，该方法虽然能够得到球形度好、粒径分布较窄的高分子微球。但其生产工艺复杂且在生产过程中会产生大量不可回收溶剂，对环境具有较大的污染。同时产品常伴随结块拉丝现象，使得产品的粒径分布不均一。Crespy等[16]通过细乳液法制备得到纳米级PA6微球（如图1.2所示），同时也研究了活性剂、单体浓度等对微球形貌与粒径等的影响。Ricco等[17]引入聚异丁烯作为CL悬浮介质，通过悬浮聚合法得到了粒径为50-500μm的PA6微球，同时研究了不同原料配比对PA6微球形貌与粒径等的影响。但这些方法得到的微球机械性能较差，且工艺较复杂，很难进一步推广应用。图1.2细乳液法制备PA6微球流程图Figure.1.2.ProcessforsynthesisofPA6nanoparticlesinminiemulsion
PA6/石墨烯衍生物微球的制备及其性能研究3溶剂共沉淀法的生产过程容易控制，且溶剂可回收，同时也能够得到球形度良好，分布较为均一的聚合物微球。Wang[18]等利用溶剂沉淀法制备得到直径为20-80μm的PA6/SiO2多孔微球（如图1.3所示）。通过在微球表面原位合成SiO2，使得最终得到的微球能够符合SLS打印工艺的需求。但该方法仍存在耗能大、溶剂消耗大、工艺复杂等缺点。同时对于市场上一系列商品化的聚酰胺微球，其核心技术主要掌握在DTM和EOS公司。因此本论文希望寻找一种绿色环保的能够制备粒径均一，球形度好的PA6微球的方法。图1.3溶剂沉淀法法制备PA6/SiO2微球流程图Figure.1.3.SchematicofthepreparationofPA6/SiO2compositesmicrospheres1.2PA6合金体系的制备及研究进展聚合物共混一直是近些年来制备高性能聚合物材料的主要方法之一。同化学改性的方法相比，聚合物共混改性效率更高，成本更低，是一种具有较高经济效益的改性方法[23]。其中原位聚合法能够有效调控聚合物合金的形貌，可以通过调控聚合物在某单体中的溶解过程以及反应的动力学与热力学过程来获得不同形貌的合金体系[24-25]。大部分PA6共混体系属于热力学不相容体系，虽然共混后容易导致体系发生相分离，并且具有较差的界面粘结，但该方法也能得到具有特殊形貌结构的复合材料[26]。研究发现CL具有极低的熔体粘度（＜1Pa.S）[27-28],并且具有较强的溶解其他聚合物的能力，不仅可以溶解如尼龙6、尼龙66（PA66）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）等极性聚合物，而且可以溶解如聚苯乙烯（PS）、苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）等非极性聚合物。由于CL阴离子聚合的速度快，易导致体系的粘度迅速上升，从而可以维持两相体系的
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯含量对共混微孔膜结构与性能的影响[J]. 李娜娜,尹巍巍,刘峰. 天津工业大学学报. 2019(04)
[2]聚合物纳米石墨烯复合材料导热性能研究进展[J]. 符博支,高洋洋,冯予星,赵秀英,卢咏来,张立群. 功能材料. 2019(08)
[3]MCPA6制备过程中加入不同聚合物的性能变化[J]. 朱海霞,沈国春. 化学工程与装备. 2019(06)
[4]聚合物共混物增容技术及发展[J]. 马鹏飞,王鑫,李栋辉,游峰,江学良,姚楚. 材料工程. 2019(02)
[5]聚酰胺微球的研究进展[J]. 张娜,赵大江,杨桂生. 高分子通报. 2019 (02)
[6]泡沫相相分离制备多孔聚合物微球连续化工艺[J]. 周强,郝军正,祝琳华,王红,司甜,何艳萍,孙彦琳. 化工学报. 2019(03)
[7]PA6/石墨烯纳米复合材料的研究进展[J]. 黄欢,陈林,肖文强,严磊,蔺海兰,卞军. 塑料工业. 2018(10)
[8]深冷粉碎制备尼龙粉末流动性的改善及选择性激光烧结性能[J]. 汤教佳,葸舒婷,张佩瑶,杨欣爽. 塑料工业. 2018(07)
[9]纤维素纳米纤维增强聚己内酯型聚氨酯复合材料的制备及其性能研究[J]. 陈佳彬,马猛,陈思,施燕琴,吴波震,王旭. 塑料工业. 2018(06)
[10]增韧剂对尼龙6/碳纤维复合材料性能的影响[J]. 李姝喆,王伟,夏浙安,李欣欣. 功能高分子学报. 2018(06)
博士论文
[1]原位聚合聚酰胺6/聚苯乙烯多相复合体系的研究[D]. 刘燕.浙江大学 2011
硕士论文
[1]应用于选择性激光烧结的尼龙粉末的研究[D]. 王龙呈.华中科技大学 2007
本文编号：3486339
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