發(fā)布時(shí)間：2017-11-06 19:44

  本文關(guān)鍵詞：PA6受限結(jié)晶行為及其對(duì)復(fù)合材料性能的影響研究

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【摘要】：聚合物分子鏈的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響較大,特別是半結(jié)晶性高分子尼龍6,而且受限高分子與非受限高分子在結(jié)晶方面有很大差異。本文采用共混擠出的方法制備了尼龍6(PA6)/氯化鋰(LiCl)復(fù)合材料、PA6/層狀粘土納米復(fù)合材料及PA6/層狀粘土/LiCl納米復(fù)合材料。通過添加絡(luò)合劑和無機(jī)片層填料,研究了絡(luò)合受限機(jī)理,探討了絡(luò)合受限、解絡(luò)合對(duì)復(fù)合材料性能的影響。同時(shí)也研究了層狀粘土剝離分散的機(jī)理對(duì)PA6受限結(jié)晶行為與流變性能的影響。最后探討了絡(luò)合作用和層狀粘土同時(shí)存在下對(duì)PA6受限結(jié)晶行為與性能的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,采用不同含量的絡(luò)合劑LiCl改性PA6,通過傅里葉紅外(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、動(dòng)態(tài)流變儀、差示掃描量熱儀(DSC)、廣角X射線衍射(XRD)等表征手段,探討吸水處理對(duì)PA6/LiCl復(fù)合材料結(jié)晶行為與流變性能的影響,研究了LiCl對(duì)PA6絡(luò)合體系受限結(jié)晶的機(jī)理。結(jié)果表明,LiCl中的Li+離子能與O原子發(fā)生配位,Cl-離子和N-H鍵形成了氫鍵,從而破壞了PA6分子間的氫鍵,結(jié)晶受到限制。當(dāng)LiCl的含量為6%時(shí),PA6/LiCl復(fù)合材料已經(jīng)呈現(xiàn)無定形狀態(tài)。當(dāng)復(fù)合材料吸水后,LiCl與PA6之間的絡(luò)合作用被破壞,受限作用減弱,復(fù)合材料的結(jié)晶度升高。當(dāng)吸水處理的樣條烘干后進(jìn)行力學(xué)測(cè)試,樣條的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均減小。其次,采用溶液法并設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)鋰皂石進(jìn)行有機(jī)改性,然后將改性效果最優(yōu)的有機(jī)鋰皂石加入PA6中,制備了PA6/有機(jī)鋰皂石納米復(fù)合材料及PA6/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料。通過結(jié)晶性能、流變性能、透射電鏡(TEM)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、力學(xué)性能分析,比較了鋰皂石和蒙脫土的含量對(duì)PA6復(fù)合材料性能的影響,同時(shí)對(duì)粘土剝離分散機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明,有機(jī)鋰皂石/PA6和蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料中,復(fù)合材料的結(jié)晶度(△Xc)均隨粘土含量的增大而減小,但有機(jī)鋰皂石/PA6納米復(fù)合材料下降更明顯,起始結(jié)晶溫度小于純PA6起始結(jié)晶溫度,說明層狀粘土加入PA6后,都沒起到成核劑的作用,鋰皂石的加入使分子鏈?zhǔn)芟?不利于其結(jié)晶。有機(jī)鋰皂石/PA6和蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均比純PA6的大,但有機(jī)鋰皂石/PA6納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度增加更明顯。最后,固定LiCl含量為3%,將不同含量的有機(jī)鋰皂石、蒙脫土分別加到PA6/LiCl復(fù)合材料中。通過結(jié)晶性能、流變性能、分散分布、力學(xué)性能分析,探討了不同粘土和絡(luò)合作用同時(shí)存在下對(duì)PA6復(fù)合材料結(jié)晶性能與流變性能的影響。結(jié)果表明,LiCl/有機(jī)鋰皂石/PA6納米復(fù)合材料的結(jié)晶溫度(Tc)和結(jié)晶度(△Xc)均隨鋰皂石含量的增大先增大后減小,在鋰皂石含量為5%時(shí)最大,但比鋰皂石含量為0%時(shí)復(fù)合材料的Tc和△Xc小,這說明鋰皂石和LiCl對(duì)PA6結(jié)晶受限起到了協(xié)同作用。而LiCl/蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料中,復(fù)合材料的Tc和△Xc均隨蒙脫土含量的增大先減小后增大,在蒙脫土含量為5%時(shí)最小。另外,在LiCl/粘土/PA6納米復(fù)合材料中,隨鋰皂石含量的增加,運(yùn)動(dòng)受到限制,流動(dòng)阻力變大,從而表現(xiàn)出G′增大。但LiCl/有機(jī)鋰皂石/PA6納米復(fù)合材料G′均比LiCl/PA6復(fù)合材料的大,而LiCl/蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料G′均比LiCl/PA6復(fù)合材料小。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ323.6;TB332

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本文編號(hào)：1149128