氯化钙对尼龙6/马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物共混体系形态与结晶行为影响的流变学分析

利用流变学分析方法研究了氯化钙(CaCl2)含量对尼龙6(PA6)/马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)共混体系形态与结晶行为的影响,并对其影响机理进行了研究。研究发现,随着CaCl2含量的增加,PA6的成核温度、晶体形成及生长温度均向低温方向移动,成核密度、成核速率均表现出减小的趋势。扫描电镜分析表明,随着CaCl2含量的增加,复合体系的相容性变好。综合得知,流变学分析方法可以较好地反映CaCl2与PA6络合后复合体系的结晶行为,在研究聚合物微观结构的变化以及PA6结晶受限机理时,它不失为一种有效,较客观的研究方法。

PA6/EP/LiCl/SiO_2复合材料的结构与性能

采用熔融挤出工艺制备了尼龙(PA)6/环氧树脂(EP)/LiCl/SiO2复合材料。研究了EP的含量对PA6/EP/LiCl/SiO2复合材料的结晶行为、力学及加工性能的影响。研究发现,随着EP含量的增加,复合材料的结晶度降低、结晶不完善程度增大、PA6结晶受限,PA6/EP/LiCl/SiO2复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度总体上表现出先增大后减小的趋势,而熔体流动速率呈先减小后升高的趋势。当EP含量为3份时复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲强度均达到最大值,分别为94.68 MPa,11.5 kJ/m2和135.36 MPa。

不同种类环氧树脂对PA6/CaCl_2体系性能的影响

利用熔融挤出法研究了两种不同环氧值的环氧树脂(E20,E06)对PA6/CaCl2复合体系的结晶、力学、耐热性能的影响。结果表明,在相同环氧树脂含量下,PA6/CaCl2/E20复合材料的熔融温度、起始结晶温度、结晶峰温度、结晶度大体上低于PA6/CaCl2/E06复合材料的值,PA6的结晶受限程度也较大。当EP含量为9份时,PA6/CaCl2/E20与PA6/CaCl2/E06复合材料的拉伸强度均达到最大值(92.7,87.0 MPa),与PA6/CaCl2(47.0 MPa)相比提高了97%和85%。当E20,E06含量分别为3份、5份时,PA6/CaCl2/EP复合材料的冲击强度分别达到最大值8.7,8.7 kJ/m2,与PA6/CaCl2(6.0 kJ/m2)相比提高了45%。另外,加入适量E20,E06后,复合材料耐热性能均有显著提高,且热稳定性降幅不大。综合得知,加入适量的环氧值较高的E20可以得到力学性能优良、耐热性能较好的PA6/CaCl2/E20复合材料。

POE-g-MAH对低熔点PA6结构与性能的影响

采用一步熔融挤出工艺制备了尼龙(PA)6/CaCl2/马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)复合材料,研究了不同POE-g-MAH含量对PA6/CaCl2/POE-g-MAH复合材料的结晶熔融行为及力学性能的影响。结果表明,随着POE-g-MAH含量的增加,PA6/CaCl2/POE-g-MAH复合材料的冲击强度显著提高,拉伸强度下降,当POE-gMAH的质量分数为25%时,PA6/CaCl2/POE-g-MAH复合材料的冲击强度达到75.2 kJ/m2,比PA6/CaCl2(7.4 kJ/m2)提高了10.2倍,且随POE-g-MAH含量的增加,复合材料的熔融温度先升高后降低。POE-g-MAH的加入降低了复合材料的结晶完善程度。

蒙脱土含量对尼龙1010复合材料流变行为的影响

通过熔融共混挤出法制备了不同蒙脱土(OMMT)含量的尼龙1010(PA1010)的复合材料,研究了OMMT的含量对PA1010/OMMT复合材料流变性能的影响。流变行为研究结果表明,增加OMMT的用量,复合材料储能模量、损耗模量、黏流活化能增大,零剪切黏度明显提高,当OMMT的用量大于5 phr时,PA1010/OMMT体系的黏度发生突变,储存模量-角频率曲线在低频区出现第二平台,对应于应变扫描曲线上出现的2段线性黏弹区域,而稳态流变测试表明,在210℃共混体系黏度随剪切速率的增大而减小,属于非牛顿流体,呈现出剪切变稀的现象,而透射电镜、X射线衍射结果表明,当OMMT的用量为7 phr时,OMMT主要以剥离的形式分散在基体中。

旋转流变仪及其在塑料中的研究应用

介绍了旋转流变仪的测试原理和测试模式,综述了国内外近几年旋转流变仪在塑料研究领域的应用,主要是对聚合物材料的黏弹特性,多相聚合物的流变行为以及结晶流变学三个方面进行综述。并展望了旋转流变仪在其他高分子材料中的应用前景。

N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐的合成及对尼龙6耐热性能的影响

利用溶液聚合法合成了一种耐热改性剂N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐二元共聚物(NMA)。采用红外光谱对其结构进行表征,并通过熔融共混法制备了尼龙6/N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共混物(PA6/NMA),且通过扫描电镜、差示扫描量热分析、热重分析、热变形试验机及旋转流变仪对共混物耐热性能进行研究。红外光谱分析证实NMA中N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)含量随N-PMI投料量的增加而增加;差示扫描量热分析和热重分析表明经NMA改性后的PA6的熔融温度与结晶度下降,热稳定性大幅提高;随着NMA中N-PMI含量降低,共混物热变形温度及力学性能先降低后升高;扫描电镜与旋转流变测试均表明PA6与NMA两相间的粘合作用随N-PMI含量的降低而增大。

高浓度硅溶胶与纳米SiO_2粉体对聚丙烯结构和性能的影响

通过双螺杆挤出机实现了高浓度硅溶胶、纳米二氧化硅分别与聚丙烯(PP)的熔融共混,制备了PP/高浓度硅溶胶和PP/纳米Si O2的复合材料。利用差示扫描量热、透射电镜、电子探针及力学性能测试分别分析了高浓度硅溶胶及纳米Si O2粉体的含量对PP结晶性能、分散性及力学性能的影响。结果表明,与纳米Si O2粉体相比,高浓度硅溶胶更加纯净,与PP共混不会引入杂质,且在PP中分散更均匀。高浓度硅溶胶与纳米Si O2粉体的加入,都能提高PP的拉伸、弯曲和缺口冲击强度,并使PP的结晶度增大和结晶温度升高,但高浓度硅溶胶改性PP优于纳米Si O2粉体。当高浓度硅溶胶添加量为3%时,PP复合材料的缺口冲击强度达最大值,为4.49 k J/m2,纳米Si O2添加量为3%时,PP的缺口冲击强度达最大值,为4.43 k J/m2。

PA6/SMA/N-PMI共混物的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备了尼龙6/苯乙烯-马来酸酐共聚物/N-苯基马来酰亚胺共混物(PA6/SMA/N-PMI),并利用DSC、TGA及力学性能测试等手段研究了SMA用量对PA6/SMA/N-PMI共混物熔融结晶行为、热学性能以及力学性能的影响。结果表明,共混物的最大分解温度较纯PA6有较大提高;SMA用量的增加,共混物的结晶温度、结晶度以及熔融焓均先降低再升高;当SMA用量为5份时,共混物的弯曲强度、弯曲模量以及热变形温度均达到最大值,分别为113.8、3 053 MPa及61.3℃,较纯PA6分别提高了25.1%、28.0%及19.0%;拉伸强度在SMA用量为7.5份时达到最大值81.4 MPa,较纯PA6提高了17.1%。

挤出过程中增容剂对PVC/LPA6/GF共混物性能的影响

比较了不同增容剂环氧树脂(F51)和苯乙烯接枝马来酸酐共聚物(SMA)在挤出过程中对聚氯乙烯/低熔点尼龙6/玻璃纤维(PVC/LPA6/GF)共混物力学性能和相容性的影响。结果表明,环氧树脂F51作为增容剂其增容作用效果明显优于SMA,F51不但能增加尼龙6与PVC间的相容性,同时也能够增加玻璃纤维与基体间的黏附性能,因此共混物的力学性能提升明显。并且不同加料顺序下F51对复合材料的力学性能影响不同,将环氧树脂先混入尼龙中再与PVC共混对复合材料性能的提升效果最佳。

环氧树脂改性低熔点尼龙6复合材料的结晶行为与流变性能

通过一步熔融挤出的方法制备了尼龙6(PA6)/氯化钙(CaCl_2)/环氧树脂(E51)复合材料,利用高级流变仪研究了E51含量对PA6/CaCl_2/E51复合材料的结晶行为和流变性能的影响。动态流变研究结果表明,随着E51的含量的增加,复合体系的成核温度、晶体生长温度及固-液转变温度均向低温方向移动,结晶诱导时间从313 s延长到2699 s,而所有复合材料的储能模量、损耗模量、临界应变值和蠕动松弛时间均随着E51含量的增加而呈现出先增大后减小的趋势,当共混物中E51质量分数为3%时,出现最大值。而稳态流变测试表明,所有PA6/CaCl_2/E51复合材料熔体在230℃时均为假塑性流体,呈现出剪切变稀的现象。

尼龙6/环氧树脂/氯化锂共混体系的结构与性能

采用易规模化生产的熔融挤出法制备了尼龙6(PA6)/环氧树脂(E51)/氯化锂(Li Cl)复合材料,研究了Li Cl的含量对PA6/E51/Li Cl复合材料的结晶、力学、光学及加工性能的影响。研究表明:随着Li Cl含量的增加,PA6/E51/Li Cl复合材料的熔融温度和结晶温度均向低温方向移动,结晶速率减小,结晶不完善程度增大,结晶度降低,PA6的结晶受限。另外,随着Li Cl含量的增加,PA6/E51/Li Cl复合材料的冲击强度和弯曲强度逐渐增大,当Li Cl用量为6份时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和透过率达到最大值分别为7.5 k J/m2、121.9 MPa和79.3%,PA6/E51/Li Cl复合材料的MFR呈现先增大后减小的趋势。综合得知,当添加Li Cl用量为6份时,可以得到熔点较低、力学性能、加工性能和透过率较好的PA6/E51/Li Cl复合材料。

氯化锌对聚酰胺1010/氯化锌复合材料结构与性能的影响

利用熔融挤出法制备了聚酰胺1010(PA1010)/氯化锌(ZnCl2)复合材料,研究了ZnCl2的含量对PA1010/ZnCl2复合材料的结晶行为、力学性能、光学性能的影响。结果表明:随着ZnCl2含量的增加,PA1010/ZnCl2复合材料的结晶不完善程度增大,熔点降低。另外,PA1010/ZnCl2复合材料的拉伸强度随着ZnCl2含量的增加逐渐增大,当ZnCl2含量为8%时,复合材料的拉伸强度达到最大值66.2 MPa,与PA1010(52.2 MPa)相比提高了26.7%。当ZnCl2含量为8%时,可以得到熔点较低,力学性能优良和透光率较好的PA1010/ZnCl2复合材料。

PA6/CaCl_2/E44复合体系的结构与性能研究

利用熔融挤出法制备了聚酰胺6(PA6)/CaCl2/环氧树脂(E44)复合材料,研究了E44用量对PA6/CaCl2/E44复合体系的结晶、力学、耐热、光学及加工性能的影响。结果表明:随着E44含量的增加,复合体系的熔融温度向低温方向移动,PA6结晶受到限制。复合体系的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、维卡软化温度均随E44含量的增加而表现为先增大后减小的趋势,当E44含量为3份时,复合体系的冲击强度、拉伸强度、维卡软化温度均达到极值,分别为8.9 kJ/m2、78.2 MPa、64.8℃,与PA6/CaCl2(6.0 kJ/m2、47.0 MPa、57.7℃)相比分别提高了48%、66%、12%。结合复合体系PA6/CaCl2/E44的光学性能得知,当E44含量为3份时,可以得到力学性能优良、维卡软化温度较高、透明性及加工性能较好的低熔点PA6/CaCl2/E44复合材料。

PA6/SMA/N-PMI复合材料的热性能和力学性能研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/苯乙烯-马来酸酐共聚物/N-苯基马来酰亚胺复合材料(PA6/SMA/N-PMI),利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)及力学性能测试等手段研究了N-PMI用量对PA6/SMA/N-PMI复合材料熔融结晶行为、热性能以及力学性能的影响。结果表明:复合材料的最大分解温度较纯PA6有所提高;随着N-PMI用量的增加,复合材料的结晶温度、结晶度以及熔融焓均逐渐降低;当N-PMI用量为15份时,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度以及热变形温度均达到最大值,分别为101.0、2 892、71.6 MPa以及56.6℃,较纯PA6分别提高了11.0%、21.3%、3.1%和10.0%。

PA6/NMA共混物的制备及其性能研究

以聚酰胺6(PA6)为基体、自制N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐二元共聚物(NMA)为耐热改性剂,通过熔融共混法制备了PA6//NMA共混材料。并采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、热变形温度及力学性能测试等手段研究了NMA用量对PA6/NMA共混物熔融结晶行为、热性能及力学性能的影响。结果表明:随着NMA用量的增加,PA6/NMA共混物的熔融温度、结晶温度、结晶度以及熔融焓均逐渐降低,而且共混物的最大分解温度较纯PA6显著提高;随着NMA用量的增加,PA6/NMA共混物的力学性能及热性能均明显改善,其中当NMA用量为10份时,共混物的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度及热变形温度分别增至113.8 MPa、3 146 MPa、80.4 MPa以及71.5℃,较纯PA6提高了25.1%、31.9%、15.7%和27.5%;另外,随着NMA用量的增加,共混物的熔体流动速率(MFR)大幅下降,其中当NMA用量增至10份时,共混物的MFR降至5.3 g/10min。

PA6/SMA/LGF复合材料的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/苯乙烯-马来酸酐共聚物/长玻璃纤维(PA6/SMA/LGF)复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、热变形温度及力学性能测试等手段研究了LGF含量对PA6/SMA/LGF复合材料熔融结晶行为、热性能及力学性能的影响。结果表明:随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的结晶温度、结晶度以及熔融焓均先升高再降低,而且复合材料的最大分解温度较纯PA6显著提高;另外,随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的热性能及力学性能均明显改善,其中当LGF含量为27%时,复合材料的热变形温度、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度分别增至206.0℃、227.8 MPa、7 335 MPa、180.6 MPa和18.7 kJ/m2。

氯化钙与环氧树脂作用下PA6的受限结晶

采用差示扫描量热法(DSC)研究了聚酰胺6(PA6)基体在氯化钙(CaCl2)和环氧树脂E51作用下的非等温结晶行为。结果表明:当PA6中分别加入CaCl2和E51后,其结晶行为均受到限制。其中CaCl2对PA6的结晶受限作用随其用量的增加而递增,E51对PA6的结晶受限作用则随其用量的增加先增强后减弱;当PA6中同时加入CaCl2和E51时,由于二者之间产生拮抗作用,其对PA6的结晶受限作用较二者单独添加时有所减弱。

Nano-SiO_2对低熔点PA6结构与性能的影响

采用熔融挤出法制备了聚酰胺6/氯化钙/纳米二氧化硅(PA6/CaCl2/nano-SiO2)复合材料,研究了nano-SiO2用量对低熔点PA6结晶熔融行为及性能的影响。结果表明:nano-SiO2的加入会破坏体系中Ca2+与酰胺基团的络合配位作用。另外,由于nano-SiO2表面活性非常高,当其用量较低时可在基体中作为成核剂,增加PA6的成核点,提高成核率,而过量的nano-SiO2则会发生团聚,不利于分散。其中,当nano-SiO2用量为0.5phr时,能有效提高复合材料的冲击性能、维卡软化温度以及熔体流动速率(MFR)。

SMA用量对PA6/LiCl/SMA复合材料结构与性能的影响

采用熔融挤出的方法制备了聚酰胺6/氯化锂/苯乙烯接枝马来酸酐(PA6/LiCl/SMA)复合材料,研究了SMA用量对PA6/LiCl/SMA复合材料的结晶熔融行为及性能的影响。结果表明:SMA的加入会促进Li+与PA6中酰胺基团的络合作用,破坏PA6分子链间的氢键,另外SMA自身能与PA6分子链发生接枝反应,在双重作用下使复合材料的熔点降低到185.53℃。通过DSC和XRD发现:SMA的加入会促使PA6/LiCl/SMA复合材料的结晶形态由α晶型向γ晶型转变,并能有效提高复合材料的力学性能,当SMA用量为3 phr时,其拉伸强度比未添加SMA时提高了53.02%,冲击强度也有所提高,但复合材料的熔体流动速率会有所下降。