蛭石填充復(fù)合及成核劑改性尼龍66的制備與表征.pdf

1、自尼龍66工業(yè)化以來(lái)，以其優(yōu)良的性能，在纖維和工程塑料領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)量和需求量一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各部門對(duì)材料提出更高更新的要求以及與其他工程塑料在性價(jià)比上的競(jìng)爭(zhēng)，尼龍66改性開(kāi)發(fā)工作也呈現(xiàn)出如火如荼的態(tài)勢(shì)。無(wú)機(jī)填料填充改性以及成核劑改性尼龍66作為一種成熟有效的手段，有著廣闊的發(fā)展前景。本工作選用一種有特殊性能的礦石——蛭石，用不同偶聯(lián)劑對(duì)其進(jìn)行表面處理，通過(guò)熔融共混法制備了一系列蛭石填充改性的尼龍66復(fù)合材

2、料。詳細(xì)研究了擠出工藝條件、表面處理方法及蛭石填充量對(duì)尼龍66力學(xué)性能的影響；用DSC研究了復(fù)合材料的熔融結(jié)晶過(guò)程及非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)；用X射線衍射法研究了復(fù)合材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化；用毛細(xì)管流變儀考察了蛭石填充對(duì)尼龍66流變性能的影響；并用掃描電鏡觀察了蛭石在尼龍66基體中的分散情況。 向聚合物中加入成核劑是有效改善聚合物材料力學(xué)性能及熔融加工性能并對(duì)其結(jié)構(gòu)影響較少的一種物理改性方法。本工作選用一種尼龍類高聚物尼龍46及不同粒度的

3、滑石粉作為尼龍66的成核劑，制備了成核劑改性的尼龍66復(fù)合材料。研究了尼龍46對(duì)尼龍66的熔融結(jié)晶過(guò)程及結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響；研究了滑石粉粒度、表面處理方法對(duì)尼龍66熔融結(jié)晶過(guò)程及力學(xué)性能的影響。主要研究結(jié)果如下： 1、在所選用的四種表面改性方法中，以鈦酸酯與硬脂酸共同改性的蛭石對(duì)尼龍66填充增強(qiáng)效果最好；二次擠出工藝制備的復(fù)合材料的力學(xué)性能要優(yōu)于一次擠出。 2、蛭石的加入提高了尼龍66的拉伸性能和彎曲性能。隨蛭石填充量的增加

4、，尼龍66復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度變化不大，都提高了12％左右；彈性模量、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量基本呈線性上升趨勢(shì)，當(dāng)填充量為26％時(shí)，分別提高了115.9％、31.5％、55.3％；當(dāng)填充量小于16％時(shí)，沖擊強(qiáng)度隨填充量的增加有升高的趨勢(shì)，填充量大于16％時(shí)，沖擊強(qiáng)度降低較多?？偟膩?lái)說(shuō)，鈦酸酯與硬脂酸共同改性的蛭石對(duì)尼龍66有較好的增強(qiáng)作用，且蛭石的填充量控制在16％左右，材料的綜合力學(xué)性能最好。 3、蛭石對(duì)尼龍66具有有效的異相成核的

5、作用。與純尼龍66相比，蛭石填充復(fù)合材料的結(jié)晶溫度升高，過(guò)冷度降低，結(jié)晶峰的半高寬減小，半結(jié)晶周期減小。蛭石的加入使尼龍66的結(jié)晶前期及后期的Avrami指數(shù)均減小，結(jié)晶機(jī)理發(fā)生了改變。隨蛭石填充量的增加改變了尼龍66α晶型的不同晶面衍射峰的強(qiáng)度，減小了(002)面的晶粒尺寸，但增大了(200)面的晶粒尺寸，并促使了尼龍66β晶型的生成。 4、蛭石的加入增大了尼龍66體系的表觀粘度，改變了其流變性能。隨蛭石填充量的增加，復(fù)合材料

6、在275℃時(shí)的非牛頓指數(shù)n先增大后減??；在278℃時(shí)，n值為0.76左右，小于尼龍66的0.82；281℃時(shí)的n值與尼龍66的較為接近。 5、蛭石填充改性尼龍66復(fù)合材料的SEM照片及能譜分析表明：二次擠出工藝制備的復(fù)合材料中蛭石粒子細(xì)化，粒徑在1～3μm左右，分散更均勻，且尼龍66基體對(duì)蛭石的包覆效果更好，蛭石與尼龍66樹(shù)脂之間有較好的粘結(jié)作用。 6、尼龍46的加入升高尼龍66了熔融溫度，當(dāng)尼龍46含量在1％以下時(shí)，隨

7、含量的增加，尼龍66結(jié)晶過(guò)冷度降低和結(jié)晶峰的半高寬減小，含量超過(guò)1％時(shí)，兩者呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，但結(jié)晶溫度提高的較多，最高提高了4.6℃。隨尼龍46含量的增加，尼龍66的結(jié)晶前期Avrami指數(shù)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但都要比尼龍66小，結(jié)晶后期Avrami指數(shù)變化不大。尼龍46的加入，提高了尼龍66的結(jié)晶度，細(xì)化了晶粒尺寸，但對(duì)晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響。 7、滑石粉的加入在尼龍66中起到了異相成核作用，提高了尼龍66的結(jié)晶溫度，其比表面積的增加和