碳纤维增强尼龙PA6T/66共聚物复合材料的制备及性能研究

利用双螺杆挤出机熔融共混的方法制备了不同含量的碳纤维(CF)与尼龙共聚物(PA6T/66)复合材料,通过差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜和力学性能测试研究了该复合材料的热性能、力学性能和断面形态结构。结果显示,复合材料的起始分解温度均在400℃以上,熔点都在300℃左右。随着CF含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都相应增加,当CF质量分数达到40%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别达到最大值:226.1 MPa、354.7 MPa、54.1 k J/m2。

PA6-PA6T/6I合金的制备及性能

利用尼龙6T/6I (PA6T/6I)与尼龙6 (PA6)按不同比例进行共混,得到一系列PA6-PA6T/6I合金。通过傅立叶变换红外光谱分析了其化学结构,采用差示扫描量热、热失重分析其热性能,通过动态机械热分析测试了其损耗因子及玻璃化转变温度,并测试了吸水性和力学性能。结果表明,PA6-PA6T/6I合金具有很好的热稳定性,PA6T/6I的添加提高了PA6-PA6T/6I合金的起始热分解温度和玻璃化转变温度。随着添加PA6T/6I的质量分数从0%增加至35%,PA6-PA6T/6I合金的熔点从224.3℃降低至217.2℃,拉伸强度从68MPa增加至85MPa,拉伸弹性模量从2210MPa增加至2615MPa,弯曲强度从83MPa增加至103MPa,弯曲弹性模量从1750MPa增加至2 030MPa,而简支梁缺口冲击强度则从5.5kJ/m^2降低至2.1kJ/m^2,饱和吸水率降低明显,从9.5%降低至5.3%。当PA6T/6I的质量分数在10%～25%区间时,PA6-PA6T/6I合金在保持一定冲击韧性的同时,改善了其强度、弹性模量及吸水性,其综合性能最佳。

PA6I/6T对高GF含量PA66复合材料性能和外观的影响

采用双螺杆挤出机熔融共混制备尼龙(PA)66/PA6I/6T/玻纤(GF)复合材料,研究了PA6I/6T含量对PA66/PA6I/6T/GF复合材料熔融与结晶性能、力学性能、热变形温度、熔体流动速率(MFR)、吸水率和表面形貌的影响。结果表明,当GF,PA66与PA6I/6T的用量分别为50,45,5份时,复合材料的表面光滑,无明显“浮纤”现象,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、悬臂梁缺口冲击强度、热变形温度、MFR、熔融峰温度、结晶峰温度和吸水率分别为215 MPa,292 MPa和1.48 GPa,11.3 kJ/m^(2),232℃,42.0 g/(10 min),254℃,230℃和0.60%。在高GF含量时,添加适量的PA6I/6T能够改善PA66/PA6I/6T/GF复合材料的“浮纤”现象,而不会影响复合材料的使用性能。

尼龙66盐/尼龙6T盐的成盐过程分析

针对目前尼龙盐成盐过程尚不明确的现状,通过pH和反应温升的实时测量,对己二酸(ADA)和对苯二甲酸(PTA)与己二胺(HMDA)反应生成尼龙66盐/尼龙6T盐的成盐过程进行了研究。结果表明:当温度低于40℃时,ADA与HMDA反应生成尼龙66盐的反应是由ADA溶解速率控制,温度高于50℃,则转变为反应控制;而PTA与HMDA的反应在30~60℃内都是由PTA的溶解速率控制。当ADA和PTA同时与HMDA反应时,由于PTA的溶解度比ADA的低,HMDA首先与ADA反应生成尼龙66盐,然后再与PTA反应生成尼龙6T盐。

催化剂催化聚酯的大分子酰胺化反应制备尼龙6T

以聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)和己二胺为原料 ,在溶剂环丁砜中进行大分子酰胺化反应制备一种半芳香聚酰胺 (尼龙 6T)。研究了不同反应温度和催化剂用量分别与产品的反应产率、酯 -酰胺基团的转化率和特性粘度的关系 ,得到制备较高产率、酯 -酰胺基团的转化率和特性粘度的尼龙 6T产品所需的最佳反应条件 。

尼龙66-6T共聚物的晶体结构与力学性能研究

以尼龙6T盐与尼龙66盐为原料,以己二酸为分子量调节剂,通过熔融缩聚法合成了不同尼龙6T盐含量的尼龙66-6T共聚物,然后通过固相缩聚法提高共聚物的相对分子质量,研究了共聚物的分子链主链结构、晶体结构和力学性能。结果表明:尼龙66-6T共聚物分子链中成功引入了苯环,部分己二酸的四亚甲基被对苯二甲酸的苯环替代;尼龙6T盐的加入没有改变尼龙66的晶型,共聚物的晶体结构仍为α晶型,但其结晶完善程度随尼龙6T盐含量的增加而降低;控制固相缩聚的温度为220℃、时间为6 h,各共聚物切片的数均相对分子质量基本处于同一水平;在共聚物的相对分子质量相近条件下,尼龙6T盐质量分数为0~20%时,随尼龙6T盐含量的增大,共聚物样条的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小,缺口冲击强度逐步增加,最高可达到12.43 kJ/m^2。

透明尼龙PA6T/6I的黄变及透明性能研究

采用不同抗氧剂体系(1098,168,H10,受阻酚与亚磷酸酯复配抗氧剂A和B)对透明尼龙PA6T/6I进行多次挤出改性,利用透光率/雾度测试仪、分光测色仪、热失重分析等研究了抗氧剂对PA6T/6I的黄变、透明性及热稳定性的影响。结果表明,抗氧剂的引入提高了PA6T/6I的透光率和黄变性能,有机抗氧体系明显降低尼龙的雾度,而无机抗氧剂H10增加了尼龙的雾度;复配抗氧剂B改性的PA6T/6I在五次挤出前后透光率保持85%,雾度保持在9.3%,色差(ΔE)保持3.0,比传统抗氧剂1098/168复配体系在多次加工过程中表现出更佳的透明和颜色稳定性。

耐高温聚酰胺6T/66的热降解机理

采用热重分析法测试了聚酰胺6T/66(PA6T/66)的热稳定性,确定了热降解机理函数,通过裂解气相色谱-质谱(Py-GC-MS)法分析了PA6T/66的热裂解产物,并通过热裂解产物分析了其热降解过程。结果表明,PA6T/66在不同升温速率下的降解过程均为一步降解。通过三种“model-free”的拟合方法(KAS,FWO和Tang)确定了PA6T/66的热降解活化能平均值为224.90 kJ/mol,并通过Coats-Redfern积分法确定了其热降解机理函数类型为三级减速型反应(F3型)。进一步通过Py-GC-MS分析了PA6T/66树脂的热裂解产物为二氧化碳、环戊酮、正己胺、苯甲腈等物质,并通过热裂解产物推测了其热降解过程的反应方程式。

新型含磷高温尼龙的阻燃和力学性能

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成一种DOPO衍生化合物PN-DOPO,通过FTIR、1 H-NMR、31P-NMR和液质联用仪确定了该产物的分子结构。将PN-DOPO和二乙基次磷酸盐(OP1230)作为阻燃剂,制备阻燃玻纤增强高温尼龙GFPA6T复合材料,并通过垂直燃烧、锥形量热仪、TG、SEM及静动态力学进行表征分析。结果表明,PN-DOPO和OP1230的加入能降低燃烧级别。当PN-DOPO添加量为17.5%(质量分数)时,GFPA6T/PN-DOPO达到FV-0级,相对于GFPA6T/OP1230的热释放速率、总热释放量降低更明显,热降解残余量更高,成炭作用更明显。由动态力学性能分析可知加入的阻燃剂能与PA6T分子链发生一定程度的微交联,导致树脂基体的刚性增加。合成产物PN-DOPO在提高GFPA6T阻燃性能和保持力学性能方面比OP1230更明显。

湿热老化对二乙基次膦酸铝阻燃增强PA66的影响研究

研究湿热老化对无卤阻燃玻纤增强尼龙66(FR/PA66/GF)的影响,其中无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝(Al Pi)复配聚磷酸三聚氰胺(MPP)。研究发现材料的阻燃性能在湿热老化后有所提升,但MPP在湿热老化过程中水解析出大量三聚氰胺晶体,向体系中引入一定比例的芳香尼龙6I/6T,通过限制PA66分子链运动,可以有效改善阻燃剂的析出行为。同时,芳香尼龙的引入可以提升材料的成炭能力,从而提升材料的阻燃性能。