MC尼龙6/TiO_2原位纳米复合材料的制备及表征

利用阴离子原位聚合法制备了铸型尼龙 6 (MC尼龙 6 ) /TiO2 原位纳米复合材料 ,并对其结构与性能进行了表征。透射电子显微镜观察表明 ,TiO2 以纳米级均匀分散于MC尼龙 6中 ,其含量小于 1份时近乎单分散 ,大于 1份时则开始团聚。差示扫描量热法和X射线衍射法分析结果表明 ,纳米TiO2 对MC尼龙 6的结晶起到了异相成核作用 ,提高了MC尼龙 6的结晶温度 ,但不改变MC尼龙 6的α晶型结构 ;退火处理结果表明 ,高温退火或加入纳米TiO2都有利于MC尼龙 6基体中α晶型的生成 ,加快γ晶向α晶的转变。热重分析和力学性能测试表明 ,纳米TiO2 提高了复合材料的热稳定性 ,其拉伸强度、冲击强度等也得到了不同程度的提高。

MC尼龙6/纳米TiO_2原位复合材料性能研究

通过阴离子原位聚合法制备了MC尼龙 6/纳米TiO2 复合材料 ,采用透射电子显微镜观察了纳米TiO2 在复合材料中的分散形态 ,并研究了纳米TiO2 含量对复合材料的热稳定性和力学性能的影响。结果表明 :在纳米TiO2 质量分数低于 2 %时 ,纳米TiO2 能较均匀地分散在复合材料中 ,对复合材料同时具有增强和增韧的作用 ;纳米TiO2 的加入提高了复合材料热稳定性 ,使MC尼龙 6的起始降解温度提高 2～ 3℃ ,最大失重速率温度大幅度提高 ,并随纳米TiO2

碳纤维/MC尼龙6原位复合材料的制备与表征

提出一种表面接枝尼龙6的碳纤维/MC尼龙6原位复合材料的制备方法并加以表征.通过对碳纤维表面的-COOH和-OH官能团进行异氰酸酯化并用己内酰胺稳定化,再将碳纤维加入到己内酰胺单体融体中,采用阴离子聚合方法制得表面接枝尼龙6的碳纤维/MC尼龙6原位复合材料.红外和热重分析都表明,碳纤维表面已接枝上异氰酸酯和己内酰胺.热重分析计算得接枝率为2.69%.用DSC研究复合材料的非等温结晶和熔融行为,结果表明碳纤维对基体尼龙6具有异相成核作用,并且结晶速度提高;碳纤维表面接枝的尼龙6在结晶前期对晶体生长有诱导和促进作用,而在结晶后期有位阻作用,使晶体的粒度变小,结晶的完善程度降低.拉伸实验表明,碳纤维/MC尼龙6原位复合材料的拉伸强度与MC尼龙6相近.

纳米二氧化硅/MC尼龙6原位复合材料非等温结晶动力学的研究

通过阴离子开环聚合法制备了纳米二氧化硅 (SiO2 ) /MC尼龙 6原位复合材料。采用差示扫描量热法研究了MC尼龙 6及其原位纳米复合材料的非等温结晶行为 ;并利用修正Avrami方程的Jeziorny和Liu法进一步处理原位纳米复合材料的非等温结晶动力学。结果表明 ,在纳米SiO2 /MC尼龙 6原位复合材料中 ,纳米SiO2 对基体MC尼龙 6的结晶有一定的成核作用 。

碳纳米管对MC尼龙6结晶行为的影响

通过甲苯二异氰酸酯(TDI)改性多壁羟基碳纳米管并用己内酰胺封端,采用单体浇铸的方法制备MC尼龙6/改性碳纳米管纳米复合材料。红外光谱(FTIR)结果证明TDI改性后碳纳米管上成功接有异氰酸酯基团。X射线衍射(XRD)结果表明,改性碳纳米管的加入没有改变MC尼龙6结晶的晶型结构;而未改性碳纳米管的加入则抑制了其α2晶的生长;当改性碳纳米管含量为0.3 Wt%时,其对MC尼龙6结晶度的影响不大,而当含量为0.5 Wt%时,MC尼龙6的结晶度降低。差热分析(DSC)结果分析得出,加入0.3 Wt%改性碳纳米管后,MC尼龙6的结晶峰温度由原来的173.4℃提高至183.5℃,且结晶峰变窄,表明碳纳米管对MC尼龙6结晶具有异相成核作用。

不同表面改性的纳米SiO_2/MC尼龙6复合材料

采用两种原位表面修饰的纳米SiO2(RNS和DNS)通过原位聚合的方法制备了纳米SiO2/MC尼龙6复合材料,测试了材料的力学性能,RNS和DNS的加入均能使MC尼龙6的力学性能有较大提高,在一定的范围内对复合材料同时具有增强和增韧的作用,RNS的影响要大于DNS;同时通过SEM、TGA等分析手段,考查了纳米SiO2在聚合物基体中的分散情况、热稳定性.结果表明,纳米SiO2粒子在基体中分布均匀,两种纳米SiO2的加入均大大提高了复合材料热稳定性,使MC尼龙6的起始降解温度分别提高10℃和21℃.

原位聚合法制备CF/PSF-MC尼龙6复合材料

制备了表面接枝了聚酰胺链段的炭纤维/PSF-MC尼龙6复合材料,接枝率为1.3%。DSC研究表明,与MC尼龙6相比,接枝后的炭纤维/PSF-MC尼龙6复合材料中基体尼龙6的起始结晶温度和最大结晶温度均有所提高,α型晶体和γ型晶体均增多。力学性能测试和扫描电镜观察实验结果都表明在炭纤维表面接枝聚酰胺链段后,炭纤维与基体尼龙6的界面粘接性和相容性得到提高,力学性能测试表明,聚砜的加入提高了复合材料的弯曲强度。

MCPA6/纳米TiO_2原位复合材料的熔融行为

采用差示扫描量热法 (DSC)研究了铸型尼龙 6(MCPA6)及其纳米TiO2 原位复合材料的等温结晶与非等温结晶晶体的熔融行为。结果表明 :MCPA6/纳米TiO2 原位复合材料等温结晶晶体的熔融行为呈现三重熔融峰 ,非等温结晶晶体的熔融行为呈现二重熔融峰 ;其高温熔融峰温随等温结晶温度或降温速率的变化基本不变 ,而低温熔融峰温则随等温结晶温度的升高或降温速率的减小而提高 ;纳米TiO2 的加入对MCPA6有一定的成核作用 ,使其熔点提高。

聚醚砜/MC尼龙6原位复合材料的制备和性能

用阴离子原位聚合法制备聚醚砜/MC尼龙6原位复合材料,研究了聚醚砜与己内酰胺、尼龙6各组分之间的相互作用.结果表明,依靠其组分之间强烈的作用力,使PES能以较小的相畴均匀的分散在尼龙6基体中;酰胺基团上的氢原子能与聚醚砜中的砜基之间产生氢键作用,从而促进了聚醚砜在己内酰胺熔体中的溶解.聚醚砜与尼龙6之间的这种氢键互作用,强烈抑制了尼龙6的分解过程,提高了复合材料的热稳定性,2%PES时,其分解温度提高了79℃.较小含量的PES对复合材料的力学性能影响较小,当其含量超过4%时,尽管复合材料的强度有所下降,但韧性显著提高,体现了刚性有机粒子增韧的作用.

MC尼龙6／ZnO纳米复合材料的一步合成与性能

采用一步原位聚合合成了MC尼龙6/ZnO纳米复合材料。对合成工艺条件和MC尼龙6/ZnO纳米复合材料的性能进行了研究。研究表明,当超声温度为80℃,超声时间为20min,偶联剂加入量为1%时,合成的MC尼龙6/ZnO纳米复合材料力学性能最优。纳米ZnO在基体中达到了纳米级的分散,起到同时增强增韧的作用;MC尼龙6/纳米ZnO复合材料表面电阻系数比MC尼龙6降了105倍;摩擦系数降低了0.15;起始降解温度提高了9℃,最大失重速率温度提高了21℃。说明一步合成MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的抗静电性能、摩擦磨损性能和热稳定性都明显优于MC尼龙6。

MC尼龙6/Kevlar纤维复合材料的动态流变性能

利用应力熔体流变仪研究了MC尼龙6及MC尼龙6／Kevlar纤维（KF）复合材料的动态流变性能。结果表明，随着剪切频率ω的增加，MC尼龙6及其复合材料熔体的动态黏度η均减小，储能模量G′和损耗模量G″均增大；随着纤维用量的增加，MC尼龙6的熔体黏度呈增加的趋势；低频率时，纯MC尼龙6熔体以粘性流动为主，高频率时，熔体以弹性流动为主；加入纤维后，复合材料的熔体以粘性流动为主，且不同纤维含量的复合材料有着相似的G′～ω和G″～ω。这些结论也可由lgG′～lgG″关系图得到。

MC尼龙6／纳米ZnO复合材料的研究

采用硅烷偶联剂KH-550修饰纳米ZnO,制备了MC尼龙6/纳米ZnO复合材料。力学性能测试表明,当纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的力学性能最优,拉伸强度比纯MC尼龙6提高25.6%,断裂伸长率提高165.6%,简支梁冲击强度提高70.1%,这说明纳米ZnO可起到同时增强增韧的作用。扫描电子显微镜分析表明,纳米ZnO质量分数为1%时,纳米ZnO在MC尼龙6基体中分散最好,达到了纳米级分散;由X衍射分析发现,纳米ZnO没有改变MC尼龙6的结晶形态,纳米ZnO质量分数为1%时复合材料的结晶形态结构优越。

纳米硅粉/MC尼龙6复合材料的制备与性能

将纳米硅粉分散于熔融的己内酰胺中,以NaOH为催化剂,2,4-甲苯二异氰酸酯为助催化剂,原位制备了纳米硅粉/MC尼龙6复合材料.用红外光谱、X射线衍射、场发射扫描电镜、热重分析仪和差示扫描量热仪对复合材料的界面结构和性能进行了研究.结果表明,纳米硅粉在尼龙6基体中具有较好的分散性,而且其与基体有比较强的界面作用,纳米硅粉促进了尼龙6的结晶,但是其对尼龙6的晶型结构没有产生明显的影响.

纳米SiO_2/MC尼龙6原位复合材料等温结晶行为的研究

将纳米SiO2均匀分散在己内酰胺单体熔体中,采用阴离子开环聚合法制备了纳米SiO2/单体浇铸(MC)尼龙6原位复合材料。通过差示扫描量热仪(DSC)、Avrami方程、Lauritizen-Hoffmann方程对复合材料的等温结晶行为进行了研究。结果表明:纳米SiO2的引入改变了基体MC尼龙6的成核机理和生长方式;低含量的纳米SiO2阻碍了MC尼龙6的结晶行为,高含量的纳米SiO2降低了MC尼龙6的结晶活化能,提高了其球晶生长速率,并促进了其结晶行为。

改性剂对Mc尼龙－6等温结晶动力学的影响

用差示扫描量热法测定了Ⅲ型改性剂对ＭＣ尼龙－６等温结晶行为的影响。结果表明，Ａｖｒａｍｉ指数ｎ、成核机理、晶体生长方式及结晶晶型基本不受改性剂的影响，Ⅲ型改性剂使ＭＣ尼龙－６熔体等温结晶条件下结晶速率变慢，结晶度χｃ略有降低，平衡熔点升高６℃，有利于改善ＭＣ尼龙－６的韧性及耐热性。

MCPA6/改性聚硅氧烷复合材料的摩擦磨损性能

采用阴离子聚合法制备了浇铸尼龙6(MCPA6)/改性羟基封端聚二甲基硅氧烷(MHPDMS)原位复合材料,研究了不同MHPDMS含量对复合材料在水润滑及干摩擦条件下的摩擦磨损性能影响。结果表明,在干摩擦条件下,复合材料的摩擦系数随滑动时间增加先增大后减小最后达到平衡,随着MHPDMS含量的增加,复合材料在稳定阶段的摩擦系数变化不大,但是磨损量逐渐减小,MHPDMS质量分数为4%的复合材料磨损量仅为MCPA6的25%;在水润滑条件下,复合材料的摩擦系数随滑动时间增加先增大后平衡,随着MHPDMS含量的增加,复合材料的稳定摩擦系数基本没有变化,磨损量先减小后增大,当MHPDMS质量分数为2%时,磨损量最小,为MCPA6的50%左右。复合材料在水润滑条件下的稳定摩擦系数比干摩擦条件下的小,但磨损量比干摩擦条件下的大很多。复合材料在干摩擦条件下的磨损机理主要是粘着磨损和疲劳磨损,而在水润滑条件下主要为犁削磨损和磨粒磨损。

MC尼龙6/聚砜原位复合材料摩擦磨损性能研究

采用阴离子聚合法制备了MC尼龙6(MCPA6)/聚砜(PSU)原位复合材料,研究了不同PSU含量对MCPA6/PSU原位复合材料的摩擦磨损性能的影响以及在高pv值下复合材料的磨损性能。结果表明,当PSU含量为2%时,MCPA6主要以粘着磨损为主,PSU能够起到很好的支撑作用,复合材料的摩擦系数和磨损达到最小,为纯MCPA6的68.6%,当PSU含量超过2%时,复合材料的耐摩擦性能下降,磨损机理主要表现为粘着磨损和磨粒磨损;在高pv值下,复合材料的性能比纯MCPA6有所下降,这主要是由于磨损机理发生了变化。

MC尼龙6/聚砜原位复合材料的性能研究

采用阴离子聚合法制备了MC尼龙6(MCPA6)/聚砜(PSU)原位复合材料。利用差示扫描量热、热重分析等方法表征了复合材料的热性能,利用X射线衍射研究了复合材料中MCPA6基体的晶型变化,并对复合材料的力学性能进行了表征。结果表明,随着PSU含量的增加,原位复合材料中MCPA6的结晶温度下降,但复合材料的热分解温度不断增加;纯MCPA6和复合材料中的MCPA6均呈现典型的α晶型衍射峰;当PSU质量分数为2%时,MCPA6的结晶度最小,为30.99%,复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量均达最大值,分别为84.78 MPa和830.50 MPa。

MC尼龙/纳米碳酸钙复合材料最优制备工艺的研究

用均匀设计法和人工神经网络法等技术对MC尼龙 /纳米碳酸钙复合材料的制备工艺条件进行了深入的探讨 ,确定了最优工艺条件 ,并验证了最优工艺条件。MC尼龙 /纳米碳酸钙复合材料的最优制备工艺条件为 :纳米碳酸钙的质量分数为 1 0 % ,催化剂的质量分数为 0 15 % ,活化剂的质量分数 0 3 6% ,模具温度为 160℃。

ZnO粒径对MC尼龙/纳米ZnO复合材料力学性能的影响

用三种粒径范围的纳米ZnO合成MC尼龙/ZnO复合材料。考察了纳米ZnO的粒径对复合材料力学性能和在复合材料中的分散状况的影响。研究表明,平均粒径为30nm的ZnO合成的MC尼龙/纳米ZnO复合材料中ZnO粒子达到纳米级分散,粒子分布均匀,ZnO对MC尼龙的力学性能提高幅度最大,增强增韧作用非常明显;平均粒径为200nm的纳米ZnO在复合材料中,虽然粒径较大,但分散较均匀,无明显团聚,ZnO对MC尼龙的力学性能也有一定的提高,但提高幅度不大;平均粒径为60nm的ZnO分散难度大,ZnO在复合材料中既有小颗粒的分散,也有大颗粒的团聚体,使材料的力学性能明显不如前两种复合材料。