脂肪族聚酯-尼龍6纖維復合材料的界面結構及其性能研究.pdf

1、聚己二酸丁二醇酯（PBA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和聚ε-己內(nèi)酯（PCL）均為長鏈柔性的脂肪族聚酯，作為可生物降解的半結晶聚合物，可以用來合成降解型聚氨酯的原料。聚合物復合材料的界面結構是影響使用性能的關鍵因素，通過調(diào)節(jié)結晶溫度、增強體的種類變化與控制含量，可以控制聚合物復合材料的界面結構和聚集態(tài)結構，進而實現(xiàn)調(diào)控其使用性能的目的。本論文以尼龍6纖維為增強體，分別制備了聚丁二酸己二酯（PBS）、聚己二酸丁二酯（PBA）以及聚己內(nèi)酯（

2、PCL）與尼龍6纖維的復合材料，并使用差示掃描量熱儀（DSC）、偏光顯微鏡（POM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和拉曼光譜儀（Raman）等分析手段研究了尼龍6纖維與三種脂肪族聚酯復合材料的界面結構及其形成機理。主要研究結論如下：
　?。?）非等溫和等溫結晶動力學結果表明，結晶溫度和結晶速率均會影響PBA的晶體結構。結晶溫度低于27℃或降溫速率高于15℃/min時，生成β型晶體；結晶溫度高于33℃或降溫速率低于2℃/min生成α型晶

3、體。尼龍6纖維對PBA具有較強的異相成核作用，誘導PBA形成α型橫晶晶體。在低溫25℃下纖維界面可形成厚度小于1μm的α型PBA橫晶，進一步研究表明，尼龍6纖維與α型PBA晶體間存在良好的晶格匹配關系，同時PBA與尼龍6的分子鏈之間也存在氫鍵等較強的分子間作用。
　?。?）尼龍6短纖維對PBS具有一定的異相成核作用，并且成核密度隨著PBS結晶溫度的升高而減小。PBS的結晶溫度隨著尼龍6短纖含量的增多而升高；但PBS的晶體類型并不隨

4、體系中尼龍6短纖維含量的增加而變化，說明PBS在尼龍6短纖維上形成的橫晶晶型與其球晶一致，均為α型晶體。復合材料的斷面結構研究表明，尼龍6纖維與PBS之間具有較低的界面黏結強度。SEM斷面結果顯示纖維與PBS界面沒有PBA與尼龍6纖維界面黏結作用顯著。
　?。?）PCL在尼龍6纖維表面結晶時，高密度的晶核促使其片晶沿著與纖維長軸方向垂直的方向生長，片晶的生長速率隨著結晶溫度的下降而升高。應用Lauritzen-Hoffman方程得