PA6/石墨烯复合材料制备及拉伸性能

发布时间：2022-01-08 10:11

　　采用双螺杆挤出机和注塑机制备哑铃形尼龙6（PA6）/石墨烯复合材料样条,研究不同石墨烯含量对PA6晶体结构、热行为、断面形貌和力学性能的影响。研究表明,添加石墨烯诱导PA6由γ晶型向α晶型转变,在216℃和221℃附近出现分别归属于γ晶型和α晶型的熔融峰,随着石墨烯含量的增加,PA6的结晶度和结晶温度均出现先升高后降低的趋势;石墨烯质量分数低时,分散均匀,当石墨烯质量分数高于0.03%时,出现团聚现象;当石墨烯质量分数为0.03%时,拉伸强度和断裂伸长率均最大,分别为116.26 MPa和333.34%,与纯PA6样条相比,分别提高了25%和30.68%。 

【文章来源】：工程塑料应用. 2020,48(07)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

PA6/石墨烯复合材料的XRD谱图

图2为PA6/石墨烯复合材料的熔融和结晶曲线。由图2a的熔融曲线和表1可知,纯PA6试样在216.53℃出现一熔融峰,添加石墨烯后除216℃附近的熔融峰外,在221℃附近也出现一熔融峰。由于α晶型结构比γ晶型稳定,所以216℃附近的熔融峰属于γ晶型,而221℃附近的熔融峰属于α晶型[14],这与XRD的结果相一致。随着石墨烯含量的增加,PA6的熔融焓先增加后降低,根据结晶度的计算公式得出,随着石墨烯添加量的增加,PA6的结晶度先增加后降低。与纯PA6样品相比,添加石墨烯后样品的熔限变窄,说明添加石墨烯后PA6的结晶完善程度增加。由图2b的结晶曲线和表1可知,随着石墨烯添加量的增加,PA6的结晶温度(Tc)先升高后降低,表明石墨烯添加较少时作为异相成核剂,利于PA6在较高温度下分子链运动排入晶格形成结晶。当石墨烯含量高时,由于石墨烯的团聚阻碍了PA6分子链运动排入晶格,使其结晶度降低。表1 PA6/石墨烯复合材料的DSC数据 试样中石墨烯质量分数/% Tm1)/℃ ΔHm/(J·?g–1) Xc/% Tc/℃ 0 216.53 45.63 19.84 189.74 0.01 221.08 61.40 26.70 191.88 0.03 221.41 78.65 34.21 193.01 0.05 221.06 69.95 30.44 192.35注:1) Tm为熔融温度。

图3为PA6/石墨烯复合材料的SEM照片。由图3的断面形貌可知,断面比较光滑,说明在液氮中属于脆性断裂,当石墨烯质量分数低于0.03%时,未观察到石墨烯发生团聚现象,当石墨烯质量分数为0.05%时,在断面上出现有亮度增强区域,这主要是因为石墨烯属于导电材料,而PA6作为基体属于绝缘材料,当石墨烯分布少的地方由于导电性不好易引起电荷聚集,则该区域较亮。另外,石墨烯质量分数为0.05%时,断面上有一些小孔和白色颗粒,也说明石墨烯含量高时,发生团聚现象。2.4 PA6/石墨烯复合材料拉伸性能

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3576368