单向CF/PA6复合材料性能劣化及老化寿命预测

利用热压成型工艺制备出碳纤维(CF)/尼龙6(PA6)复合材料单向板,并将复合材料试样置于蒸馏水热水浴中,分别在25,60,80℃下进行不同时间的湿热老化,再对湿热老化后复合材料试样进行吸湿测试、三点弯曲测试、微观形貌表征,探究复合材料的吸湿规律、力学性能劣化规律和微观形貌变化,并对复合材料的长期寿命进行预测。结果发现,复合材料在25,60℃下的吸湿行为基本符合Fick扩散定律,而80℃下在老化最后阶段出现了背离Fick扩散定律现象。复合材料的弯曲强度随老化温度、老化时间的增加呈下降趋势,分别在25,60,80℃下老化120 d后,试样弯曲强度分别下降了22.78%,25.0%,26.25%。但是老化温度、老化时间对弯曲弹性模量无显著影响,且CF与PA6树脂之间的界面黏合性能随着温度、时间的增加逐渐变差。以绍兴2021年平均温度作为服役温度,基于加速老化测试模型和阿伦尼乌斯理论建立了CF/PA6复合材料在服役环境下剩余弯曲强度的预测模型,可预测到1 400 d后,CF/PA6复合材料的弯曲强度保留率在64.8%左右。

高强耐磨纤维用PA6/PA1010复合材料的制备及摩擦磨损性能研究

文章通过熔融共混方法制备高强耐磨纤维用聚酰胺6/聚酰胺1010(PA6/PA1010)复合材料,利用力学性能、摩擦磨损性能等测试,研究了PA6/PA1010复合材料的性能。测试结果表明:PA6和PA1010的质量配比为92∶8时,复合材料的拉伸强度达69.32 MPa,冲击强度为12.324 kJ/m^(2),较PA6材料分别提高3.7%和30%;同时,复合材料的摩擦因数和磨损质量随PA1010添加量的增加而下降,分别达43.8%和46.4%。因此,PA1010的适量添加对熔融共混方法制备的PA6/PA1010复合材料具有增韧和提升摩擦磨损性能的作用。

纳米HA/PA6复合材料的体外生物活性

研究了PA6和纳米HA/PA6复合材料在模拟体液(SBF)中的行为变化,用IR,XRD,SEM和EDS等手段对材料的表面变化进行了分析,讨论了PA6和纳米HA/PA6复合材料的稳定性、亲水性和生物活性。结果表明:在SBF中PA6的吸水率大概在6%左右,纳米HA/PA6复合材料的吸水率有少量下降,PA6和纳米HA/PA6复合材料出现一定的溶解和降解。在SBF中,PA6表面形成Ca,P化合物中的Ca/P比例为1.12,与HA的理论值1.67有一定的差别;HA/PA6复合材料在其表面形成了HA沉积物和碳酸取代的磷灰石沉积物,Ca/P逐步变化为1.67,表现出较好的生物活性。复合材料表面沉积的HA和原来合成的HA具有相近的结晶形貌,该复合材料可作为优良的骨修复填充材料和组织工程支架材料。

碳纳米管增强PA6复合材料的机理

在探讨碳纳米管的加入对 PA6复合材料力学性能影响的基础上 ,用扫描电镜 (SEM)、拉曼光谱和特性粘数法对碳纳米管增强 PA6复合材料的机理进行了初步探讨。结果表明 ,碳纳米管的加入提高了PA6的强度 ,此时碳纳米管能以纳米状态均匀地分布在基体中 ,且碳纳米管与 PA6之间在界面存在一定的相互作用 ,同时碳纳米管在原位复合过程中未对高分子链段的增长带来负面影响 ,反而使 PA6的聚合程度略有增大。

PA6/纳米CaCO_3复合材料的制备和性能

在适宜的条件下将纳米CaCO_3用硬脂酸通过超高速混合进行表面处理,采用熔融共混工艺制备了PA6/纳米CaCO_3复合材料。结果表明,纳米CaCO_3含量为1份左右时复合材料的拉伸强度达到最大值,比PA6高约11％;纳米CaCO_3含量10份左右时复合材料缺口冲击强度达到最大值,比PA6高约40％;复合材料的拉伸弹性模量随纳米CaCO_3含量增加而提高,在纳米CaCO_3含量为10份时较PA6提高约20％,20份时提高约30％。

PA6/SiO_2纳米复合材料的动态力学性能研究

在相同的聚合条件下,用三种不同方法制备了PA6/SiO2 纳米复合材料及纯PA6,并对其动态力学行为进行了研究和比较.实验结果表明:加入纳米二氧化硅后,复合材料γ、β松弛峰峰值往高温方向移动.用改进方法制备的PA6/SiO2纳米复合材料的动态储能模量明显高于纯PA6及其它方法制备的复合材料,这对纳米复合材料制备方法的设计有一定的参考价值.

PA6/粘土纳米复合材料的流变性能

采用毛细管流变仪测定了原位聚合的 PA6/粘土纳米复合材料及 PA6的流变性能。结果表明 :在实验条件下 ,纳米 PA6属于假塑性流体 ,其非牛顿指数小于 PA6。在 2 40℃时 ,当剪切速率大于660 s-1时 ,纳米 PA 6的表观粘度小于 PA6,且随粘土含量的增加而逐渐降低。当剪切速率小于 932 s-1时 ,纳米 PA6的粘流活化能大于 PA6,说明纳米

纳米Al_2O_3增强PA6复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MMW 1型摩擦磨损试验机考察了纳米Al2O3增强PA6复合材料同45#钢对摩时的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌.结果表明:纳米Al2O3可以提高PA6的耐磨性能;在小于100N低载荷下纳米Al2O3填充PA6复合材料的滑动摩擦系数符合粘弹性材料的变化规律;只有当填充量适当时,纳米Al2O3微粒才能有效地增强聚合物基体的抗磨粒磨损性能,并阻碍聚合物基体向偶件磨损表面的粘着转移;纳米Al2O3质量分数为10%的PA6复合材料的抗磨性能最佳.

共聚PA6/66在PA66/GF复合材料中的应用

以共聚尼龙(PA)6/66和POE-g-MAH作为增韧剂,采用熔融共混法对PA66/玻璃纤维(GF)复合材料进行增韧改性,考察两种增韧剂用量对其结晶行为、力学性能、热变形温度(HDT)和熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,高用量的POE-g-MAH对复合材料中PA66的结晶有一定阻碍作用,而共聚PA6/66对PA66的结晶性能影响较小;随着共聚PA6/66和POE-g-MAH用量的提高,PA66/GF复合材料的冲击强度明显提高,拉伸强度、弯曲强度和HDT则逐渐下降;与POE-g-MAH相比,共聚PA6/66对拉伸及弯曲强度和HDT的不利影响较小,且略微提高了复合材料的MFR,而POE-g-MAH大幅降低了复合材料的MFR。当两种增韧剂的质量分数均为12%时,共聚PA6/66和POE-g-MAH增韧的复合材料的无缺口冲击强度和缺口冲击强度基本相当,但前者在拉伸强度、弯曲强度、HDT和MFR方面均有更明显的优势。

红磷阻燃PA6/PP/硅灰石复合材料的制备

以采用固相力化学方法制备的聚丙烯接枝羟甲基丙烯酰胺作增容剂 ,红磷作阻燃剂制备了阻燃型硅灰石填充PA6/PP复合材料 ,该复合材料具有很好的力学和阻燃性能 ,当红磷的质量分数为 6 5 %时 ,该复合材料的极限氧指数达到 3 2 % ,拉伸强度为 5 7 5MPa ,悬臂梁缺口冲击强度为 3 7J/m。

PA6/蒙脱土熔融插层复合材料结构与性能分析

通过熔融共混法插层复合制备了聚酰胺(PA)6/蒙脱土纳米复合材料,测试了力学性能并对不同蒙脱上含量的PA 6/蒙脱土纳米复合材料进行了对比。实验表明,通过熔融插层可使PA 6基体插层于蒙脱土中,所得到的复合材料的性能较PA 6有很大提高。蒙脱土特殊的层状结构使得利用熔融共混在机械力的作用下插层到纳米级复合材料成为可能。

MCPA6/埃洛石纳米管复合材料性能研究

以氢氧化钠为催化剂,N–乙酰己内酰胺为活化剂,原位聚合制备MCPA6/埃洛石纳米管(MCPA6/HNT)复合材料,并利用凝胶渗透色谱、场发射扫描电子显微镜、差示扫描量热、热重分析和力学性能测试等方法研究HNT用量对复合材料结构和性能的影响。结果表明,HNT的引入使得PA6的分子量下降,分子量分布变宽;经硅烷偶联剂(KH–550)处理后的HNT能均匀分布在MCPA6中,且与基体具有较好的界面性能;HNT可以明显提高复合材料的结晶速率、结晶度以及分解温度;随着HNT含量增加,体系的拉伸强度和缺口冲击强度呈先增大后减小的趋势,而断裂伸长率逐渐下降,当HNT含量为1.5%时,MCPA6/HNT的综合力学性能最佳,拉伸强度和缺口冲击强度分别较MCPA6提高21.3%和14.9%。

PP/PA6复合材料力学性能的研究

研究了PA6用量对PP、PP/SiO2拉伸强度的影响以及不同相容剂PP-g-MAH、POE-g-MAH对PP/PA6共混体系力学性能、相容性和结构的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM观察,研究了复合材料的性能。研究结果表明:PA6的加入可以提高PP、PP/SiO2体系的拉伸强度;两种相容剂的加入都可使PP/PA6体系的相容性增加,但PP-g-MAH的加入主要表现为增强效果,而PP-g-MAH的加入主要表现为增韧效果。

Kevlar纤维表面改性对PA6/Kevlar纤维复合材料非等温结晶与熔融行为的影响

用差示扫描量热法(DSC)研究了尼龙6(PA6)及Kevlar纤维(KF)表面改性对PA6/KF非等温结晶与熔融行为的影响。非等温结晶结果表明,KF起到成核作用,提高了基体PA6的起始结晶温度TConset和总结晶时间ttotal,但是改性后的KF1(经己二酰氯处理,己内酰胺稳定化并阴离子接枝尼龙6的KF)的成核作用不如未改性的KF0(未改性KF)显著;非等温结晶的熔融行为表明,KF的引入使得低温峰的熔融温度和相对强度都比纯PA6的高,KF起到了成核作用,使得结晶的完善程度提高。

熔融挤出法制备PA6-66/蒙脱土纳米复合材料的研究

采用聚合物熔融挤出的方法 ,用自制的有机蒙脱土与PA6 66熔融复合 ,制备出剥离型PA6 66/蒙脱土纳米复合材料 ;并对材料的结构与性能进行了测试。TEM结果表明 ,蒙脱土晶层均匀地分散于基体中 ,平均厚度约 10nm ,形成结构均匀的纳米复合材料。DSC、MFR测试结果表明 ,纳米复合材料的热性能和加工性能优于基体 ;同时对复合材料的力学性能进行测试 ,结果表明 ,纳米级蒙脱土起到了显著增强作用 ,复合材料拉伸强度升高了 17 1%;拉伸模量提高了将近 3 0 %;屈服强度是纯PA6/66的 1 2

PA6/碳纳米管复合材料的力学性能与结构

研究了碳纳米管的加入对PA6复合材料的力学性能的影响 ,并用扫描电镜和特性粘数法对结构与性能的关系进行了初步探讨。结果表明 ,碳纳米管的加入提高了PA6的强度 ,此时碳纳米管能够以纳米状态均匀地分布在基体中。碳纳米管在原位复合过程中没有对高分子链段的增长带来负面影响 ,反而使PA6的聚合程度略有增大。

不同纳米粒子填充PA6/GF复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及不同纳米粒子与玻璃纤维混合填料对PA6复合材料摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,其中纳米Si3N4与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的耐磨性最佳;纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的摩擦性能最佳。

PA6超细纤维/聚氨酯复合材料的染色

为改善PA6（尼龙6）超细纤维／聚氨酯复合材料染料上染率低和配伍性差的问题，采用控制染料先渗透后结合的染色方法，优化的染色工艺条件为：乙酸0．8％～1％、染料2％～3％（omf）、浴比1：15。在较佳工艺条件下染色时，染料上染率可达99．5％，基布K／S值能满足合成革基布的要求；该染色方法无需考虑染料半染时间，对染料的配伍性要求较低；染色后的复合材料热稳定性及力学性能变化不大。

Kevlar纤维表面改性对PA6/Kevlar纤维复合材料等温结晶行为的影响

用差示扫描量热仪(DSC)研究了KF表面阴离子接枝尼龙6对PA 6/KF复合材料等温结晶行为的影响。结果表明,PA 6的等温结晶过程主要为成核作用控制;未接枝的KF对PA 6结晶起异相成核作用,提高了PA 6的结晶速率;表面阴离子接枝尼龙6的KF对PA 6结晶仍起异相成核作用,但由于复合材料的界面相互作用提高,同时又会阻碍PA 6分子链的迁移运动,导致表面阴离子接枝PA 6的PA 6/KF复合材料中PA 6组分的结晶速率虽比纯PA 6大,但比未接枝PA 6的PA 6/KF复合材料小,且结晶度也有所下降。

PA6/蒙脱土纳米复合材料的力学性能研究

利用未改性蒙脱土和两种季胺盐改性蒙脱土与尼龙(PA)6混合,成功制备得到了不同结构的PA6/蒙脱土纳米复合材料。X射线衍射图谱和力学性能分析表明,季胺盐改性剂可以插入蒙脱土片层之间,使蒙脱土片层扩张,层间距增大。与PA6相比,制备得到的三种纳米复合材料的力学性能都有不同程度的提高。改性蒙脱土与PA6表现出良好的相容性,呈现出剥离型纳米复合结构。