PA 6/PA 612共混双向拉伸膜的制备及结晶行为研究

以质量比8020的尼龙6(PA 6)和尼龙612(PA 612)共混制备PA 6/612流延膜,再经纵向和横向拉伸制得PA 6/612双向拉伸膜,考察共混膜的力学性能、熔融结晶行为、微观形貌、结晶结构,并采用Jeriorny修正的Avrami方程、Ozama方程及莫志深方法分析共混膜的非等温结晶动力学。结果表明:PA 6/612双向拉伸膜的纵向、横向抗拉强度分别为249,244 MPa,透光率为92%,雾度为5%,表现出优异的透明性和力学性能;PA 6/612流延膜的结晶温度和起始结晶温度分别为182.2℃和188.1℃,相对于纯PA 6和纯PA 612向低温方向移动,结晶能力降低;PA 6/612流延膜等温结晶过程的晶体为条带状,无黑十字消光图案,晶体尺寸较PA 6、PA 612流延膜小;PA 6/612流延膜以结构不稳定的β晶为主,含有少量α晶和γ晶,有利于双向拉伸;PA 6/612流延膜的Ozama指数在3.5~4.4,表现为三维球状生长的均相成核机理。

尼龙612的等温结晶动力学

用差示扫描量热（DSC）研究了尼龙612的等温结晶动力学。实验结果表明,在所研究的等温结晶温度范围内（184℃、186℃、188℃、190℃、192℃）,尼龙612达到最大结晶速率时的时间、半结晶期和动力学结晶速率常数分别为：0.12min、0.19 min、0.22 min、0.29 min、0.59 min;0.15 min、0.22 min、0.24 min、0.33 min、0.64 min和22.03 min-1、23.28min-1、8.85 min-1、5.15 min-1、1.93 min-1。等温结晶过程符合Avrmi方程,二次结晶现象不明显。在等温结晶过程中得到的Avrmi指数n在1.81~2.32之间,由理论分析可知,尼龙612等温结晶是一维生长和二维盘状生长。由Arrhe-nius方程求得尼龙612的等温结晶活化能ΔE=-209.5 kJ/mol。

尼龙612的结晶及熔融行为

用X射线衍射(WAXD)研究了尼龙612的晶型转变,低温下结晶得到尼龙612的β晶型,随结晶温度的升高,β晶型转变为α晶型。通过差示扫描量热(DSC)对尼龙612的熔融行为进行了研究,尼龙612样品经过不同的热处理后,其熔融行为发生较大的变化,出现了两个熔融峰,低温熔融峰与退火温度相近。在熔融过程中,当温度升高到退火温度时即发生熔融,出现一熔融峰。

以生物发酵的十二碳二元酸为原料合成尼龙612的研究

以1，6-己二胺与生物发酵法得到的十二碳二元酸为原料经过中和成盐、聚合两个步骤合成了尼龙612。对合成的中间和终端产品的结构用红外光谱及核磁共振氢谱（^1H—NMR）进行了确认。测定了尼龙612的物理机械性能和相对黏度，结果表明所合成的产物为性能优良的工程塑料。

增强增韧抗静电尼龙612材料的制备及性能

采用熔融共混法制备了增强增韧抗静电尼龙(PA)612材料,探讨了抗静电剂种类及用量对PA612材料抗静电性能的影响,同时研究了玻璃纤维(GF)和增韧剂三元乙丙橡胶接枝马来酸酐用量对材料力学性能的影响。抗静电性能测试结果表明,石墨烯、碳纳米管在表面电阻方面的渗流阀值明显小于导电炭黑,即石墨烯、碳纳米管对PA612的抗静电效果优于导电炭黑;高用量下,添加碳纳米管的材料表面电阻比添加石墨烯的低一个数量级,但碳纳米管的成本较高。力学性能测试结果表明,GF能大幅提高材料的拉伸与弯曲强度,增韧剂能大幅提高材料的冲击性能,当增韧剂质量分数不高于10%时,材料的拉伸与弯曲强度下降幅度较小。当抗静电剂石墨烯、GF及增韧剂质量分数分别为3%,40%和10%时,制得的PA612材料具有较好的综合性能,其拉伸强度为120 MPa,弯曲强度为210 MPa,常温缺口冲击强度为10 k J/m^2,-45℃缺口冲击强度为9.6 k J/m^2,表面电阻为1×1011Ω,可满足PA612在储存、运输和使用过程中的抗静电要求。

尼龙612等温结晶的球晶形态与生成条件

用偏光显微镜(PLM)研究了从180℃～Tm范围等温熔体结晶时尼龙612的球晶形态与生成条件。发现样品在180℃～210℃可以生成正环状球晶;在196℃～202℃等温结晶可以生成正光性放射状四瓣球晶;在190℃、200℃可以生成负光性放射状四瓣球晶;在182℃～200℃等温结晶可以生成混合光性环状球晶;在180℃～200℃较宽的温度范围内等温结晶能够生成串晶;在196℃等温结晶可以得到六瓣形环状球晶;在202℃较长结晶时间内生成正光性羽状四瓣球晶。

无卤阻燃增韧尼龙612/EOPE-g-MA/MPP复合材料的制备

以马来酸酐功能化的乙烯-α-烯烃共聚物(EOPE-g-MA)为弹性体,三聚氰胺多聚磷酸盐(MPP)为阻燃剂在双螺杆挤出机中制备了无卤阻燃增韧尼龙612/EOPE-g-MA/MPP复合材料。测定了该复合材料的极限氧指数(LOI)。实验结果表明,当EOPE-g-MA、MPP的质量分数分别为15%和20%时,复合材料的LOI为31%,垂直燃烧通过UL94V-0级,缺口冲击强度是纯尼龙612的4.6倍,实现了在不使用卤元素阻燃剂并且保证该复合材料力学性能的前提下,大幅度提高该材料阻燃性能的要求。

尼龙612/EP/SEBS-g-MAH/PC共混合金的制备及性能研究

采用熔融挤出法制备了尼龙612/环氧树脂(EP)/苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体与马来酸酐接枝共聚物(SEBS-g-MAH)/聚碳酸酯(PC)共混合金,并研究了合金的力学性能及微观形态。结果表明:尼龙612/EP/SEBS-g-MAH/PC合金各组分质量比为75/2/9/25时,合金的冲击强度比纯尼龙612提高了278.7%,断裂伸长率提高116%。微观结构形态研究表明:合金分散相的尺寸减小、分布更加均匀。

增韧尼龙612/尼龙6合金的性能

采用双螺杆挤出机对尼龙612 (PA612)及PA612/尼龙6 (PA6)合金进行增韧改性,研究了增韧剂类型、添加量对PA612以及PA6添加量对增韧PA612/PA6合金的力学性能、熔体流动速率和维卡软化点温度的影响。结果表明,三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)三种增韧剂对PA612起到了不同程度的增韧效果,其中EPDM-g-MAH效果最明显;当EPDM-gMAH的添加量由0份增至20份时,材料的断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度逐步提高,而拉伸强度、弯曲强度、熔体流动速率、维卡软化点温度逐步降低,EPDM-g-MAH添加量变化对材料的简支梁缺口冲击强度影响最大,而对维卡软化点温度影响最小。添加15份EPDM-g-MAH增韧不同配比的PA612/PA6合金,当PA6的用量由0份增至85份时,增韧PA612/PA6合金的拉伸强度、弯曲强度、维卡软化点温度、吸水率逐步提高,而断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度逐步降低,PA6添加量变化对材料的吸水率影响最大,而对材料的简支梁缺口冲击强度影响最小。

尼龙612及其共聚物聚合反应动力学

使用自制的聚合装置对尼龙612及尼龙612/6共聚物的聚合反应动力学进行研究,聚合时间为80^200min,温度分别为230、240、250℃。结果表明:尼龙612在聚合过程中符合二级反应动力学,在上述3种反应温度下,聚合反应速率常数分别为0.0194、0.0247、0.0312kg/(mol·min),聚合反应活化能为49.10kJ/mol;尼龙612/6共聚物的聚合反应级数为三级,3种反应温度下聚合反应速率常数依次为0.7751、0.7822、0.7901kg^2/(mol^2·min),反应活化能为2.10kJ/mol;在常压恒温聚合阶段,己内酰胺的加入使得尼龙612/6共聚物具有更高的转化率,此时酸催化反应占据优势。

尼龙612的共混改性研究进展

尼龙612(PA612)是一种性能优异的工程塑料。综述了PA612共混改性的研究进展,针对其在某些特定的应用领域性能上存在的不足,总结了接枝马来酸酐、热塑性聚氨酯、PA1012、玻纤、氢氧化物、二维氧化铝等材料对PA612进行的共混改性以及不同材料对其性能的影响,对PA612在改性发展方向进行了展望。

纳米ZnO/生物基尼龙612纳米复合抗菌薄膜的制备与性能

细菌滋生将缩短食品货架周期,对人体健康产生负面影响,因此开展抗菌包装膜的研究十分重要。本文采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)改性了纳米氧化锌(ZnO),并将改性后的纳米氧化锌(m-ZnO)与尼龙612(PA612)进行熔融共混制备复合材料,最终采用挤出流延制备了m-ZnO/PA612纳米复合抗菌薄膜。采用FTIR对改性前后的ZnO进行表征,证明了KH550成功接枝到ZnO上。通过SEM、DSC、TGA、平板计数法等测试手段对ZnO的分散及复合材料的结晶性能、热性能、抗菌性能进行了研究。结果表明:m-ZnO在PA612基体中分散良好。m-ZnO可以作为成核剂提高PA612的结晶度,m-ZnO的含量为2wt%时,其结晶度提高了4.1%。m-ZnO对PA612有增强作用,m-ZnO的添加量为2wt%时,m-ZnO/PA612纳米复合薄膜的拉伸强度较纯PA612提高了15%。m-ZnO的存在赋予了PA612抗菌性能,m-ZnO/PA612纳米复合薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很好的抗菌效果,且随着m-ZnO含量的增大,抗菌率增大,m-ZnO的质量分数为4wt%时,对大肠杆菌的抗菌率为93.25%,对金黄色葡萄球菌的抗菌率为91.03%。

尼龙612/6共聚物热降解动力学的研究

使用热重分析仪研究了尼龙612/6共聚物在氮气氛围中不同升温速率下的热降解动力学,结果表明:尼龙612/6共聚物在N2中的热降解过程为一步反应,降解温度随升温速率的增大而线性升高。其特征热降解温度Tf^0=478.09℃、Tp^0=467.10℃、平衡降解温度T0^0=445.17℃。通过Kissinger方程、Flynn-Wall-Ozawa方程求得热降解反应的活化能分别为238.86、225.46 kJ/mol;指前因子lnA=31.20;使用Coats-Redfern方程计算得出不同升温速率下平均热降解活化能为228.36 kJ/mol,指前因子lnA为28.65,其接近于R2分解机理并证明了尼龙612/6的热降解过程为球形生长,相边界反应,减速型降解曲线。

尼龙612/6共聚物的表征与非等温结晶动力学研究

以尼龙612盐和己内酰胺为原料,采用熔融聚合的方法合成了尼龙612/6共聚物,采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振氢谱仪(1HNMR)、偏光显微镜(PLM)对其相关结构进行表征,并分别用Jeziorny修正的Avrami方程、Ozawa方程、莫志深法进行非等温结晶动力学分析。结果表明:尼龙612结晶过程为二次成核,成核后沿着晶核二维盘状生长;而尼龙612/6共聚物的结晶过程为一次均相成核,晶核形成后沿晶核二维盘状与三维球状生长;莫志深法分析结果对应参数a基本保持一致,说明Avrami指数n与Ozawa指数m之间确实存在一定的数量关系,F(T)的变化表明,要在单位时间内达到更高的结晶度需提高降温速率,同时相同结晶度下尼龙612的结晶速率远大于尼龙612/6共聚物;采用Kissinger方程计算得出尼龙612及其共聚物的非等温结晶活化能ΔE分别为-433.29 kJ/mol、-94.12 kJ/mol。

高韧尼龙612/6共聚物材料的制备与等温结晶分析

利用5L聚合釜,采用熔融聚合的方法合成了尼龙612/6共聚物,探究不同质量分数的己内酰胺(CPL)对尼龙612/6共聚物材料力学性能的影响,并通过端基滴定、切片含水率和X射线衍射(XRD)分析CPL添加量对尼龙612/6共聚物力学性能影响的原因;确定CPL的质贵分数为]5%时,尼龙612/6共聚物能够获得较佳的综合力学性能,与尼龙612相比,缺口冲击性能提高113%,断裂伸长率提高127%,拉伸强度下降 8%,弯曲强度下降28%;对尼龙612和质貴分数为15%CPL的尼龙612/6共聚物的等温结晶行为进行了研究,利用Avrami方程分析得出,Avrami指数n分别在2.02∽2.53和2. 23∽2.38之间,尼龙612和尼龙612/6共聚物的等温结晶过程均为二次成核,成核后沿着晶核二维盘状生长;利用Arrhenius方程求出两者的等温结晶活化能△E分别为-756. 38kJ/mol和-115. 09kJ/mol。