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。

半芳香尼龙6T/66的合成和非等温结晶动力学的研究

采用成盐、预聚合、固相聚合三步法制备高分子量的PA6T/66,用差示扫描量热法(DSC)研究了PA6T/66的非等温结晶动力学,结果表明:结晶温度随着降温速率的增大而降低;半结晶期T1/2随降温速率Ф的增大呈指数下降,表明结晶速率随降温速率的增大而提高;由用R-T法可以得到在不同结晶度下lgΦ对lgT有较好的线性关系。用Kissinger方法计算得到PA6T/66(55/45)非等温结晶活化能分别为ΔE=-61.51kJ/mol。

不同比例PA10T/PA6T/66合金的性能研究

采用双螺杆挤出机制备了尼龙(PA)10T/PA6T/66合金,用差示扫描量热仪(DSC)、红外(IR)以及毛细管流变仪等仪器详细表征了不同比例合金的熔融结晶行为和流动性的变化。结果表明,添加PA6T/66,由于酰胺交换反应的发生破坏了PA10T分子链的规整性,熔点与结晶温度降低;随着PA6T/66添加比例的增加,熔体剪切黏度呈递减趋势。

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。

具有抗氧功能封端剂对耐高温PA6T/66性能影响

采用工业上成熟的预聚合+固相增黏工艺,将五种封端剂(苯甲酸、乙酸、硬脂酸、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸和四甲基哌啶胺)用于制备聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)和聚己二酰己二胺(PA66)的共聚物。通过核磁碳谱表征发现,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸在预聚排水阶段排出,无法实现封端效果;苯甲酸、乙酸、硬脂酸和四甲基哌啶胺成功封端。通过差示扫描量热测试发现,不同封端剂和用量对聚合物熔点影响不大。通过对产物进行热失重和毛细管热滞留表征发现,具有抗氧功能的封端剂四甲基哌啶胺热失重拐点温度更高,热滞留保持率高达69%,可显著改善PA6T/66的热稳定性;且封端剂用量越多,热滞留保持率越高。通过对聚合物色板的Lab值测试发现,相对于其它封端剂,使用四甲基哌啶胺封端的聚合物色板烘烤前后白度值更高,且封端剂用量越多,经烘烤前后色板颜色更白,可有效改善PA6T/66树脂的颜色。

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。

勃姆石/二乙基次膦酸铝在玻纤增强尼龙6T-66中的协效阻燃研究

详细探究二乙基次膦酸铝(AlPi)、勃姆石(BM)复配使用对玻纤增强尼龙PA6T-66的阻燃协效作用。AlPi加入质量为14%时,复合材料试样通过UL 940.8mm/V级阻燃测试;极限氧指数(LOI)由纯玻纤增强树脂的24.5%提高至45.3%。AlPi的添加质量继续提高至16%或者复配1.5%BM时,复合材料试样通过UL 940.8mm V-0级阻燃测试,且14%AlPi/1.5%BM的阻燃性能甚至优于16%AlPi,显示了AlPi与BM的明显阻燃协同作用。热重分析测试表明,加入BM后,热氧降解过程中结焦量和最终残留率都明显增加,这可能是导致BM和AlPi间阻燃协效作用的主要原因。复合材料燃烧行为的锥形量热仪表征结果表明,AlPi和BM复配使用能够显著地降低热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)等。

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。

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。

三元共聚半芳香尼龙的低温聚合及其性能研究

采用成盐、预聚合、固相聚合三步法制备高摩尔质量的尼龙6T/6I/66(PA6T/6I/66)三元共聚半芳香尼龙。利用红外光谱法表征其化学结构;通过差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TG)研究其热行为;运用动态力学分析(DMA)确定了聚合物玻璃化转变温度;测试了聚合物的力学性能。结果表明,三元共聚半芳香尼龙的耐热性较PA66有大幅度提高,同时其具有优良的拉伸强度、弯曲强度。