Surlyn树脂改性PA6/CaCl_(2)材料的制备及性能

本文通过双螺杆挤出制备了沙林(Surlyn)树脂改性尼龙6(PA6)/CaCl_(2)材料,通过红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)研究了Surlyn树脂改性对复合材料的分子链结构的影响,并通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)对改性材料的结晶性能和微观结构进行了分析。结果表明,Surlyn树脂能够促使PA6分子链间氢键减弱,但是PA6/CaCl_(2)/Surlyn复合材料的结晶度变化并不明显,改性后复合材料的γ晶型在总结晶度中所占的比例随Surlyn树脂用量的增加而逐渐增大,添加20%质量分数的Surlyn树脂后PA6/CaCl_(2)/Surlyn复合材料结晶度基本不变,但α晶型的比例由38.43%下降至30.52%。加入15%质量分数的Surlyn树脂后PA6/CaCl_(2)/Surlyn复合材料出现了明显的脆-韧转变;添加20%质量分数的Surlyn树脂后复合材料拉伸强度为58.12 MPa,与纯PA6相比复合材料的拉伸强度仅下降10.42%,而断裂伸长率和缺口冲击强度达到152.14%和10.27 kJ/m^(2),分别增加了135.98%和66.72%。

原位聚合法制备连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料的改性和性能

尼龙6(PA6)树脂具有优异的性能,其连续纤维复合材料在汽车、航空航天领域具有广泛应用。但是PA6树脂熔融后黏度较高,不易对连续纤维充分浸渍,并且连续纤维与PA6的复合材料界面黏附性较差,限制了其复合材料的性能和应用。针对这些问题,文中对连续玻璃纤维增强尼龙6(CGF/PA6)复合材料开展了研究。首先,采用阴离子开环聚合制备PA6,确定了其最佳制备工艺;其次,用硅烷偶联剂KH550(AP)对连续玻璃纤维(CGF)进行改性,并对其进行了红外光谱表征;最后,通过原位聚合法制备了CGF/PA6复合材料,研究了AP改性对CGF/PA6复合材料力学性能的影响,并对CGF/PA6复合材料的拉伸断口进行了扫描电镜分析。结果表明,AP被键合到了CGF表面,AP改性可以增强CGF/PA6复合材料的界面黏附性,从而使CGF/PA6复合材料的拉伸强度得到改善,当AP用量为2%时,CGF/PA6复合材料的拉伸强度高达88.52 MPa,此时,复合材料的断裂伸长率最低,为4.90%。CGF/PA6复合材料的冲击强度变化不大,均在50 k J/m2左右,说明复合材料的韧性受CGF表面改性影响较小。

不同截面类型玻纤增强PA6的性能

对比研究了扁平玻纤及圆形玻纤增强尼龙6 (PA6)复合材料的力学性能、流动性能、收缩翘曲情况、摩擦性能及线膨胀系数(CLTE)。结果表明,随着玻纤含量增加,扁平玻纤及圆形玻纤增强PA6复合材料力学性能均增加,但熔体流动速率(MFR)降低;相同玻纤含量下,与圆形玻纤相比,扁平玻纤增强PA6复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较低,简支梁缺口冲击强度及MFR较高。在玻纤含量30%的条件下,不同扁平玻纤及圆形玻纤增强PA6复合材料性能存在差异,通过收缩率测试分析,扁平玻纤复合材料比圆形玻纤具有更低的收缩率及横纵收缩比,扁平比越高,横纵收缩比越低,翘曲度越小;通过MFR及注塑螺旋线测试,发现扁平玻纤复合材料具有更好流动性、更高流长比,扁平比越高优势越明显,有利于成型加工;通过滑动摩擦测试结果看出,扁平玻纤复合材料具有更低摩擦系数,随着扁平比增大,摩擦系数越低;通过热机械分析检测,扁平玻纤复合材料在垂直流动方向CLTE低于圆形玻纤,且流动方向和垂直流动方向CLTE差异也较小。扁平玻纤增强材料能改善传统圆形玻纤增强体系的一些不足,优化产品性能。

玻纤增强尼龙6材料水煮后性能变化

玻纤增强尼龙6材料因其独特的材料特性在使用过程中会吸水,进而会引起性能和尺寸的变化,在实际的使用过程中材料性能是处于一个动态的变化过程的,会对产品造成应用功能的波动。为了更好地掌握此变化规律,进而在使用过程中进行控制,通过研究水煮时间对玻纤增强尼龙6材料吸水率的影响,分析不同吸水率下物理性能和尺寸的变化;再将煮水后的尼龙6复合材料放置在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境中对其吸水率的变化及物性性能的变化进行研究分析,得出变化规律曲线图。结果表明:玻纤增强尼龙6材料吸水速度和水温存在较大关系,水温越高吸水率越快,吸水后其拉伸强度、弯曲弹性模量等刚性指标下降,冲击强度指标则上升;在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境放置后随着时间的增加,复合材料的吸水率会趋向一个平衡值,拉伸强度、弯曲弹性模量、冲击强度等指标会有不同程度的变化;最终得出30%玻纤增强尼龙6材料的饱和吸水率在6.67%左右,平衡吸水率值在2.53%左右,在实际应用中可参考此值进行水处理。

尼龙-6改性纤维素纸结合高效液相色谱技术检测水中7种酚类化合物

以纤维素纸张为基底,在甲酸中通过原位合成法在纤维素纸表面中引入尼龙-6,获得改性纤维素纸,并分析了改性纤维素纸的形貌和结构。利用改性纤维素纸作为固相萃取处理材料富集浓缩水体中的7种酚类化合物,建立了一套改性纤维素纸―高效液相色谱法检测水环境中7种酚类化合物的实验方法,并用于实际样品的检测,结果表明在3种实际样品中7种酚类化合物回收率的范围为59.0%~74.7%,其中检出限(LOD)范围为0.5~4.5 ng/L,定量限(LOQ)范围为6.9%~13.8%,基质效应为96.1%~104.6%,改性纤维素纸在分析与检测领域具有较好的应用前景。

POE离聚物的制备及其增韧改性PA6

为解决传统功能单体接枝聚烯烃弹性体(POE)增韧尼龙6 (PA6)后,共混物黏度提高、流动性极大降低的问题,以双叔丁基过氧化异丙基苯为引发剂,采用Zn(OH)_(2)、衣康酸(ITA)、共聚单体苯乙烯与POE熔融共混接枝反应,ITA中的羧基在POE熔融接枝过程中部分或全部中和,一步法制备了不同中和度的POE离聚物。通过傅里叶变换红外光谱对接枝的POE结构进行了表征,结果表明ITA接枝后的POE在1 710 cm^(-1)处出现了羰基基团的特征吸收峰,而Zn(OH)_(2)和POE在1 600~1 800 cm^(-1)处出现一个复合吸收带,对应于羧酸盐的特征吸收峰,证明了成功将离子键引入POE中。使用不同中和度POE离聚物对PA6进行增韧实验,研究了其对PA6/POE共混物力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明:离子键的引入不仅提高了PA6/POE共混物合金的相容性,极大地提高了共混物力学性能,还能降低稳定化学键对共混物流动性下降的影响,提高共混物的熔体流动速率。

碳纳米管及石墨烯协同增强尼龙6摩擦学性能的分子动力学模拟

为研究碳纳米管(CNT)和石墨烯片(GNS)协同增强尼龙6(PA6)复合材料摩擦学及力学性能的微观机制,利用分子动力学方法模拟PA6及其复合材料的拉伸过程及摩擦学行为,分析CNT、GNS对PA6复合材料力学及摩擦学性能的影响。建立Fe原子与纯PA6和PA6/CNT、PA6/GNS、PA6/GNS/CNT复合材料组成的摩擦学模型,并对模型进行几何优化、退火及动力学平衡,通过对Fe原子施加0.2 GPa应力及0.01 nm/ps速度进行摩擦模拟。研究结果发现,PA6/GNS/CNT复合材料摩擦因数在所有材料中最低为0.252;相比其他3种材料,PA6/GNS/CNT复合材料的抗剪切性能最好,且弹性模量及剪切模量均有提高。通过对比分析4种材料的径向分布函数、摩擦界面温度、材料总势能揭示了CNT和GNS协同增强PA6摩擦学及力学性能的作用机制,指出加入的CNT/GNS通过范德华及静电力作用降低了PA6与Fe原子摩擦副之间的相互作用,此外一维CNT与二维GNS通过π-π堆叠杂化作用形成了3D杂交堆叠体系,协同增强了PA6的摩擦学性能。

反应挤出在尼龙6聚合与改性中的研究进展

基于反应挤出这一技术,总结了尼龙6(PA6)聚合和改性中的研究进展。首先阐述了在反应挤出中进行PA6聚合的机理、特点、研究进展、性能和优势等,然后详细介绍了反应挤出改性PA6中包括的PA6单体聚合过程中改性和直接利用PA6基体的改性两种类型,概述了利用反应挤出进行PA6共聚、扩链支化和反应共混等改性的研究进展。发现PA6复合材料的性能提升,关键在于有效处理不同组分之间的相容性。在对当前反应挤出PA6复合材料的应用领域进行了全面梳理后,发现简单地提高PA6的力学性能已不能满足日益增长的使用需求。因此,未来的研究方向应当着重于探讨反应挤出过程中的反应机理,开发多种类别的PA6复合材料产品,并深入研究在反应挤出环境下材料性能的表现。

增容剂对降噪PA6/ASA合金材料性能的影响

降噪尼龙(PA)6/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯塑料(ASA)合金是一种高分子阻尼材料,常规增容剂对PA6/ASA增容效果不佳,导致合金材料的物理力学性能较差。针对上述情况,将不同含量的3种增容剂分别与PA6/ASA共混,对比了马来酸酐接枝苯乙烯-丙烯腈塑料(SAN-g-MAH)、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)及SAN-甲基丙烯酸共聚物(SAN-co-MAA)对PA6/ASA合金材料物理力学性能、耐氙灯老化性能和降噪性能的影响。结果表明,SAN-g-MAH和SAN-co-MAA对PA6/ASA具有较好的增容效果,其中SAN-g-MAH的增容效果最好,但对合金材料的流动性能有极大的不利影响,且降低了材料的降噪性能。POE-g-MAH对PA6/ASA的增容效果有限,但有助于提高PA6/ASA的加工稳定性。SAN-co-MAA能有效提高合金材料的韧性和强度,并保持了降噪PA6/ASA合金材料优异的耐氙灯老化性能和降噪性能,可满足汽车仪表板、手套箱等汽车零件的应用需求。

废旧尼龙6回收技术的研究进展

总结了近年来国内外尼龙6物理和化学回收等方面的研究情况,首先介绍了废旧尼龙6的预处理流程,然后介绍了4种废旧尼龙6的回收技术,包括填埋处理、能量回收、物理回收及化学回收,着重介绍了化学回收中的水解、氨解、醇解和离子液体法及优缺点,并探讨了废旧尼龙6回收技术在工业中的实际应用。目前,化学回收技术所需反应条件较为苛刻,对反应设备的要求较高,未来温和、低能耗、绿色是化学回收技术发展的主要方向。

TBCL的合成及其在尼龙6中的应用

以对苯二甲酰氯和己内酰胺为原料,通过无机碱中和制得目标产物对苯二甲酰双己内酰胺(TBCL),反应过程不产生有机盐废水,反应条件温和。再通过双螺杆挤出机熔融共混制备了TBCL/尼龙6(PA6)共混物。通过红外光谱(FTIR)和差示扫描量热仪(DSC)对TBCL进行结构表征,通过转矩流变仪、万能拉力机与数位冲击仪等考察了TBCL对PA6流变性能、力学性能和热稳定性的影响。结果表明,加入TBCL后,PA6共混物的流动性下降,冲击强度与热变形温度提高。随着添加量的增加,弯曲模量下降幅度不大,但冲击强度则持续提升,基本实现了PA6刚性几乎不损失的情况下韧性显著提高。

高颜色稳定红色PA6材料的制备与性能

通过双螺杆挤出机制备了红色尼龙6(PA6)材料,采用万能试验机、冲击试验机、分光测色仪和电子天平研究了在吸湿过程中不同种类红色颜料和增塑剂对PA6材料综合性能的影响。结果表明:红色PA6材料的吸湿变色严重,红色颜料对PA6材料的吸湿率影响很小。不同红色颜料所得红色PA6材料的吸湿变色色差变化方向不同。有机红178与溶剂红52复配使用明显改善了红色PA6材料的吸湿变色问题。增塑剂用量越多,红色PA6材料吸湿变色的改善效果越好。增塑剂的加入使得PA6材料的刚性降低、韧性增加、吸湿率轻微下降。

GF增强PA6渔网再生料性能研究

对废旧尼龙6(PA6)渔网进行分级回收,采用玻璃纤维(GF)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)和硅烷偶联剂(KH550)对其进行改性。结果表明:加入GF可以提升再生料的缺口冲击强度、弯曲模量等力学性能,但会降低其熔体流动速率(MFR);当GF质量分数为30.00%时,随着POE-g-MAH用量的增加,3种再生料的缺口冲击强度均逐渐升高,弯曲模量均先升高后降低,均在POE-g-MAH质量分数为5.00%时达到最大值;当GF,POE-g-MAH,KH550的质量分数分别为30.00%,5.00%,0.25%时,一级品和二级品的再生料的焊接强度均超过54.0 MPa,满足制品焊接要求。

玻璃纤维质量分数对尼龙6/玻璃纤维复合材料性能的影响

采用双螺杆挤出机制备了玻璃纤维(GF)增强尼龙6(PA6)复合材料,系统地研究了GF质量分数对PA6/GF复合材料的力学性能、热性能、密度、吸水性和加工流动性的影响。结果表明,PA6/GF复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、密度和热变形温度均随着GF质量分数的增加而增加,而吸水率和熔融指数随着GF质量分数的增加而减小。形态结构显示,当GF质量分数为30%时,GF在PA6基体中得到了有效的包裹和分散。

固相增黏环境氧含量对超高黏尼龙6 薄膜晶点的影响

以相对黏度为3.3的尼龙6(PA 6)切片为原料,在不同氧含量环境下,通过固相增黏制备超高黏尼龙6(PA 6)切片,并利用小型实验室吹膜机制得相应超高黏PA 6薄膜,研究了环境氧含量对超高黏PA 6切片熔融结晶行为、紫外性能,以及相应超高黏PA 6薄膜晶点数和晶点形貌的影响。结果表明:超高黏PA 6切片的结晶起始温度、结晶峰温度、结晶焓随环境氧含量的提高先增大后下降;超高黏PA 6薄膜的晶点数随着环境氧含量的提高而增多,当环境氧含量大于10 mg/kg时,超高黏PA 6薄膜的晶点数超过3个/cm 2,无法满足使用要求;室温下超高黏PA 6切片薄膜的晶点呈带状,当温度升至300℃,晶点周围PA 6完全融化,但晶点仍保持形态不变;PA 6切片在热氧的作用下发生交联反应形成凝胶物质是导致晶点形成的主要原因。

数码印花尼龙6地毯丝的制备与实践

以尼龙6切片为原料进行熔融纺丝及后加工,制备适用于数码印花地毯的尼龙6膨体变形丝(BCF)及其加捻定型丝。结果表明:拉伸温度为190℃,拉伸倍数为2.8倍、膨化变形温度为210℃,可生产出适用于数码印花地毯的尼龙6 BCF;定型选用饱和蒸汽定型原理的定型机,定型温度设在128℃,可生产出性能符合数码印花地毯用的尼龙6加捻定型丝;用该尼龙6加捻定型丝织毯后,毯面丰满、颗粒度好、手感舒服、色泽鲜艳。

石墨烯/尼龙6纺丝级切片聚合工艺

由于石墨烯发射的远红外波振动频率与人体内细胞分子的振动频率非常接近,可以与人体内分子共振产生热能,热能深入皮下组织,引起温度升高,从而促进血液循环和新陈代谢。利用石墨烯的上述功能,将石墨烯与尼龙6相结合,生产出石墨烯/尼龙6功能性切片,介绍了石墨烯/尼龙6聚合生产时的原辅料和公用介质,并详细介绍了石墨烯/尼龙6的聚合工艺。

共混法一步纺生产高强抗紫外型锦纶6工业丝

为提高锦纶6工业丝的抗紫外性能,选用一种挥发性低且具有良好热稳定性的草酰苯胺紫外线吸收剂UV-5和SEED作为助剂,与高黏锦纶6切片均匀混合,采用共混法改性锦纶6,通过一步纺工艺生产高强抗紫外型锦纶6工业丝。结果表明:UV-5的添加显著提高了锦纶6工业丝的强度保持率,当UV-5的添加量达到0.3‰时,锦纶6工业丝纺况稳定,断裂强度能达到8.2 cN/dtex,经过192 h紫外灯照射后,强度依然能保持在92.0%左右。

阻燃尼龙6纤维的制备及性能研究

针对尼龙6(polyamide6,PA6)纤维的易燃问题,本文制备了一种新型氮磷协效阻燃剂,通过挤出造粒共混制备尼龙阻燃母粒,采用纺丝机进行熔融纺丝,制备出阻燃改性PA6纤维,采用傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectra,FTIR)、X射线衍射仪(X-ray diffractometry,XRD)、热重分析仪(thermogravimetric analysis,TGA)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)对纤维结构进行表征,同时对PA6纤维红外光谱、热性能和XRD进行分析,并对改性PA6纤维的阻燃性能与机械性能进行测试。实验结果表明,随着阻燃剂添加量的增大,PA6的LOI值逐渐增大,当添加量达到12%时,极限氧指数达到31.5%,极大地提高了PA6的阻燃性能;另外,加入阻燃剂后,PA6纤维的拉伸断裂强度有一定程度的下降,并且随着阻燃剂质量分数的增加,拉伸强度下降越明显。结果表明,阻燃剂的加入较大提高了PA6纤维的阻燃性能,降低了PA6的结晶度,在一定程度上降低了拉伸断裂强度。该研究对进一步提高PA6纤维应用范围具有重要意义。

土埋条件下生物基锦纶56与锦纶6纤维的老化行为

为探究生物基锦纶56与锦纶6纤维在土壤填埋条件下是否会发生老化甚至降解,研究了土壤填埋时间、水分输入量和活性污泥含量对织物性能的影响。结果表明,在室温、不含活性污泥的土壤中填埋老化40周后,生物基锦纶56织物降强率小于15%;在室温、含50%活性污泥和0.5 L/d水分输入量的条件下,生物基锦纶56织物在土埋16周后强力下降约35%,进一步增加土埋时间(到40周)、活性污泥含量和输水量,织物强力不再降低。老化后纤维表面出现明显的刻蚀和凹陷,结晶度增加了3%~6%,表明老化过程主要发生在纤维的无定形区。石油基锦纶6织物在相同实验条件下,强力下降均低于9%,表明生物基锦纶56纤维更容易在土埋条件下发生老化现象。