Surlyn树脂改性PA6/CaCl_(2)材料的制备及性能

本文通过双螺杆挤出制备了沙林(Surlyn)树脂改性尼龙6(PA6)/CaCl_(2)材料,通过红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)研究了Surlyn树脂改性对复合材料的分子链结构的影响,并通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)对改性材料的结晶性能和微观结构进行了分析。结果表明,Surlyn树脂能够促使PA6分子链间氢键减弱,但是PA6/CaCl_(2)/Surlyn复合材料的结晶度变化并不明显,改性后复合材料的γ晶型在总结晶度中所占的比例随Surlyn树脂用量的增加而逐渐增大,添加20%质量分数的Surlyn树脂后PA6/CaCl_(2)/Surlyn复合材料结晶度基本不变,但α晶型的比例由38.43%下降至30.52%。加入15%质量分数的Surlyn树脂后PA6/CaCl_(2)/Surlyn复合材料出现了明显的脆-韧转变;添加20%质量分数的Surlyn树脂后复合材料拉伸强度为58.12 MPa,与纯PA6相比复合材料的拉伸强度仅下降10.42%,而断裂伸长率和缺口冲击强度达到152.14%和10.27 kJ/m^(2),分别增加了135.98%和66.72%。

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。

POE离聚物的制备及其增韧改性PA6

为解决传统功能单体接枝聚烯烃弹性体(POE)增韧尼龙6 (PA6)后,共混物黏度提高、流动性极大降低的问题,以双叔丁基过氧化异丙基苯为引发剂,采用Zn(OH)_(2)、衣康酸(ITA)、共聚单体苯乙烯与POE熔融共混接枝反应,ITA中的羧基在POE熔融接枝过程中部分或全部中和,一步法制备了不同中和度的POE离聚物。通过傅里叶变换红外光谱对接枝的POE结构进行了表征,结果表明ITA接枝后的POE在1 710 cm^(-1)处出现了羰基基团的特征吸收峰,而Zn(OH)_(2)和POE在1 600~1 800 cm^(-1)处出现一个复合吸收带,对应于羧酸盐的特征吸收峰,证明了成功将离子键引入POE中。使用不同中和度POE离聚物对PA6进行增韧实验,研究了其对PA6/POE共混物力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明:离子键的引入不仅提高了PA6/POE共混物合金的相容性,极大地提高了共混物力学性能,还能降低稳定化学键对共混物流动性下降的影响,提高共混物的熔体流动速率。

增容剂对降噪PA6/ASA合金材料性能的影响

降噪尼龙(PA)6/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯塑料(ASA)合金是一种高分子阻尼材料,常规增容剂对PA6/ASA增容效果不佳,导致合金材料的物理力学性能较差。针对上述情况,将不同含量的3种增容剂分别与PA6/ASA共混,对比了马来酸酐接枝苯乙烯-丙烯腈塑料(SAN-g-MAH)、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)及SAN-甲基丙烯酸共聚物(SAN-co-MAA)对PA6/ASA合金材料物理力学性能、耐氙灯老化性能和降噪性能的影响。结果表明,SAN-g-MAH和SAN-co-MAA对PA6/ASA具有较好的增容效果,其中SAN-g-MAH的增容效果最好,但对合金材料的流动性能有极大的不利影响,且降低了材料的降噪性能。POE-g-MAH对PA6/ASA的增容效果有限,但有助于提高PA6/ASA的加工稳定性。SAN-co-MAA能有效提高合金材料的韧性和强度,并保持了降噪PA6/ASA合金材料优异的耐氙灯老化性能和降噪性能,可满足汽车仪表板、手套箱等汽车零件的应用需求。

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。

PA6柴油机涡轮增压器喘振故障分析

1柴油机增压工作方式PA6柴油机采用相继增压方式。在低负荷情况下即“1TC”模式,燃气阀和空气阀关闭,1^(#)涡轮增压器工作,2^(#)涡轮增压器不工作,同时,关闭燃气阀和空气阀来隔离B排涡轮增压器,确保A、B排涡轮增压器的燃气满足1^(#)涡轮增压器工作,以提高柴油机在低负荷情况下空气供给量,提高柴油机的输出转矩,同时也降低排气烟度、温度以及油耗。在高负荷情况下即“2TC”模式,燃气阀和空气阀打开,1^(#)、2^(#)涡轮增压器同时工作,满足柴油机在高负荷情况下的空气供给量。柴油机增压工作方式示意图如图1所示。

血清PA、SAA、IL-6检测在小儿急性上呼吸道感染诊断中的应用

目的 分析血清前白蛋白(PA)、淀粉样蛋白A(SAA)联合白介素(IL-6)检测在小儿急性上呼吸道感染诊断中的应用价值。方法 选取2020年3月至2023年1月成都市龙泉驿区第一人民医院收治的急性上呼吸道感染患儿98例(观察组)作为研究对象,选取同期进行健康体检的70名儿童为对照组。对比两组研究对象以及观察组不同病情严重程度血清PA、SAA、IL-6水平的差异,采用Logistic回归分析影响小儿急性上呼吸道感染发生的危险因素,绘制ROC曲线分析血清PA、SAA及IL-6单独检测及联合检测小儿急性上呼吸道感染的诊断效果。结果 观察组SAA、IL-6水平均高于对照组,PA水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组不同病情严重程度血清PA水平:轻度>中度>重度,血清SAA水平:重度>中度>轻度,血清IL-6水平:重度>中度>轻度,差异均有统计学意义(P<0.05);Logistic回归分析发现,血清PA、SAA及IL-6为影响小儿急性上呼吸道感染发生的独立影响因素(P<0.05);血清PA、SAA、IL-6联合检测的AUC为0.827,高于血清PA、SAA、IL-6单独检测(P<0.05)。结论 小儿急性上呼吸道感染患儿血清PA、SAA及IL-6水平均处于异常状态,监测上述指标有助于为临床小儿急性上呼吸道感染早期诊断、治疗提供有效的依据。

离子液体对PA6结晶行为与宏观性能的影响

研究了不同浓度离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF 4)对尼龙6(PA6)基膜宏观力学性能、结晶行为以及热稳定性的影响。实验结果表明,加入少量[BMIM]BF 4离子液体可以明显降低PA6的屈服强度和模量,红外光谱结果显示表明,[BMIM]BF 4中咪唑环上的氢原子与PA6分子中的酰胺基上的氮原子与氧原子形成氢键而削弱PA6分子链的氢键作用。随着[BMIM]BF 4用量的提高,PA6的熔融温度、结晶温度以及热稳定均有所下降,并且PA6样品晶粒尺寸明显减小,结晶更加困难。

玻纤增强PA66和PA6共混红磷阻燃材料熔点偏移研究

玻纤增强PA66和PA6共混红磷阻燃体系经过双螺杆挤出造粒得到的塑料粒子,在客户端注塑的制件进行差示扫描量热(DSC)测试出现了熔点偏移现象,分别是205℃和246℃。针对出现的问题进行了相关研究,结果表明:PA66与PA6共混其结晶状态互有影响,熔点会产生偏移甚至出现单一熔点;温度和停留时间对共混阻燃材料影响明显,会产生不同程度降解和结晶状态的改变,导致熔点偏移甚至出现单一熔点;高黏度的PA6以及合理的工艺参数对材料的熔点控制具有重要意义;采用此材料注塑的制件,不同结构和不同位置熔点有明显差异。

碳纳米管及石墨烯协同增强尼龙6摩擦学性能的分子动力学模拟

为研究碳纳米管(CNT)和石墨烯片(GNS)协同增强尼龙6(PA6)复合材料摩擦学及力学性能的微观机制,利用分子动力学方法模拟PA6及其复合材料的拉伸过程及摩擦学行为,分析CNT、GNS对PA6复合材料力学及摩擦学性能的影响。建立Fe原子与纯PA6和PA6/CNT、PA6/GNS、PA6/GNS/CNT复合材料组成的摩擦学模型,并对模型进行几何优化、退火及动力学平衡,通过对Fe原子施加0.2 GPa应力及0.01 nm/ps速度进行摩擦模拟。研究结果发现,PA6/GNS/CNT复合材料摩擦因数在所有材料中最低为0.252;相比其他3种材料,PA6/GNS/CNT复合材料的抗剪切性能最好,且弹性模量及剪切模量均有提高。通过对比分析4种材料的径向分布函数、摩擦界面温度、材料总势能揭示了CNT和GNS协同增强PA6摩擦学及力学性能的作用机制,指出加入的CNT/GNS通过范德华及静电力作用降低了PA6与Fe原子摩擦副之间的相互作用,此外一维CNT与二维GNS通过π-π堆叠杂化作用形成了3D杂交堆叠体系,协同增强了PA6的摩擦学性能。

原位聚合法制备连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料的改性和性能

尼龙6(PA6)树脂具有优异的性能,其连续纤维复合材料在汽车、航空航天领域具有广泛应用。但是PA6树脂熔融后黏度较高,不易对连续纤维充分浸渍,并且连续纤维与PA6的复合材料界面黏附性较差,限制了其复合材料的性能和应用。针对这些问题,文中对连续玻璃纤维增强尼龙6(CGF/PA6)复合材料开展了研究。首先,采用阴离子开环聚合制备PA6,确定了其最佳制备工艺;其次,用硅烷偶联剂KH550(AP)对连续玻璃纤维(CGF)进行改性,并对其进行了红外光谱表征;最后,通过原位聚合法制备了CGF/PA6复合材料,研究了AP改性对CGF/PA6复合材料力学性能的影响,并对CGF/PA6复合材料的拉伸断口进行了扫描电镜分析。结果表明,AP被键合到了CGF表面,AP改性可以增强CGF/PA6复合材料的界面黏附性,从而使CGF/PA6复合材料的拉伸强度得到改善,当AP用量为2%时,CGF/PA6复合材料的拉伸强度高达88.52 MPa,此时,复合材料的断裂伸长率最低,为4.90%。CGF/PA6复合材料的冲击强度变化不大,均在50 k J/m2左右,说明复合材料的韧性受CGF表面改性影响较小。

单体和低聚物的含量对聚酰胺6切片性能的影响

采用溶解/沉淀法对聚酰胺6(PA6)中的单体及低聚物进行提取,利用液相色谱/飞行时间质谱/二极管阵列检测器(LC-TOF-MS-PDA)和聚合物色谱/多角度激光散射/示差折光检测器(APC-MALLS-RID)联用方法测定PA6中单体和低聚物含量、低聚物组成及PA6的分子量和分布;通过热重分析仪、差示扫描量热仪和二维广角X射线衍射仪分析PA6切片中单体低聚物含量对切片热性能和结晶性能的影响。结果表明:物理再生PA6(pr-PA6)和化学再生PA6(cr-PA6)中单体及环状低聚物含量分别为2.079%和1.578%,比原生PA6(PA6)分别高0.683%和0.182%,其中再生PA6切片中单体、环状二聚体和环状三聚体含量高于原生PA6切片。PA6、pr-PA6和cr-PA6的分子量分别为19620、20840 g/mol和22210 g/mol,分子量分布系数分别为1.47、1.56和1.49;三种PA6切片的最大分解温度无明显变化。与原生PA6切片相比,再生PA6切片的结晶峰温度向高温区偏移,结晶温度从PA6的176℃增加至pr-PA6的185℃,且pr-PA6和cr-PA6切片中α晶型的相对含量增加。该研究可为提高PA6材料的热性能及结晶性能提供理论基础。

无卤阻燃增强PA66/PA6合金的性能研究

基于二乙基次膦酸铝和亚磷酸铝复配阻燃体系,研究了不同PA66和PA6比例时,阻燃增强PA66/PA6合金的力学性能、阻燃性能、电学性能、耐热性能以及湿热老化后的性能变化。随着合金中PA6比例的提高,材料的力学强度有略微下降,韧性相关指标略微提升,热变形温度和阻燃性能有所衰减。85℃/85RH%长期湿热老化试验结果显示,随合金中PA6比例的提高,材料吸水率逐渐增加,湿态下保持的拉伸强度更低,韧性更高,湿热老化后合金材料均未出现阻燃剂析出现象。无卤阻燃增强PA66/PA6合金的拉伸强度和绝缘电阻均随着温度升高而降低,PA6比例越高,合金材料的拉伸强度和绝缘电阻降低程度越明显。

玻纤/碳纤间隔纱织物基CB/PA6复合材料的电磁屏蔽性能

为降低碳纤维间隔纱织物(CSF)基复合材料对电磁波的反射率,减少二次污染,采用炭黑(CB)/聚酰胺6(PA6)多孔材料分别与CSF和玻纤/碳纤间隔纱织物(G/C-SF)复合制备了4种CB/PA6/SF复合材料。探讨了CB含量、间隔纱织物种类对CB/PA6/SF复合材料的性能影响。借助超景深显微镜、扫描电镜、矢量网络分析仪、万能强力机、模拟日光氙灯光源系统、红外热成像仪对CB/PA6/SF复合材料的形貌结构、电磁屏蔽性能、介电性能、平面压缩性能以及隔热性能进行表征和分析。结果表明:这4种CB/PA6/SF复合材料在X波段(8.2 GHz~12.4 GHz)的平均总电磁屏蔽效能(EMI SET)的范围为40.2 dB~42.5 dB。由于CB含量的提升和玻纤的引入,CB/PA6/SF复合材料的吸收率(A)获得提高。CB/PA6/SF复合材料内部存在多尺度异质界面,进而可引发界面极化产生多种介电极化弛豫机制,增加其对电磁波的介电损耗。当CB含量由20 wt%提高至30 wt%时,其相应CB/PA6/SF复合材料的压缩性能均得到提升。此外,CB/PA6/SF复合材料隔热性能良好,在温控加热板上经过60℃、600 s恒温加热其上表面温度可保持在38.30℃~40.82℃。

拉伸对PA6/PET/AX8900薄膜直线易撕裂性能的影响

以PA6为基体,引入PET相,制备五种不同配比的PA6/PET/AX8900复合材料薄膜和双向拉伸薄膜,采用SEM、DMA、DSC等研究了双向拉伸前后PA6/PET/AX8900复合材料薄膜的微观形貌、热力学和结晶行为,探讨了复合材料薄膜的直线撕裂性能、力学性能、阻隔性能和光学性能,同时研究相容剂EAG(AX8900)对PA6与PET相容性的影响。研究结果表明,添加3%AX8900对PA6/PET复合材料薄膜有明显的增容效果,PET在PA6基体中分散良好;当PET添加量从0%增加到35%时,PA6/PET/AX8900复合材料薄膜熔点降低,与此同时,由于PET中刚性苯环的存在,结晶温度从187.01℃下降到183.47℃。力学性能测试显示,当PET添加量为25%时,PA6/PET/AX8900薄膜拉伸强度相较于纯PA6膜提升25%,断裂伸长率基本不变。当拉伸比为3×1时,PET添加量为25%的PA6/PET/AX8900双向拉伸薄膜的拉伸强度较纯PA6提高了88%。直线易撕裂测试结果表明,当PET添加量从0%增加到25%时,复合材料薄膜的撕裂偏差从100%降低到46%。PET添加量为25%的PA6/PET/AX8900复合材料薄膜经过双向拉伸后,撕裂偏差相较于未拉伸前的PA6/PET/AX8900复合材料薄膜显著降低,当拉伸比为3×1时,PA6/PET/AX8900共混膜的撕裂偏差为3.2%;此外,当PET的添加量为25%时,PA6/PET/AX8900复合材料薄膜的阻隔性能和雾度都得到改善。

反应挤出制备CDP/PA6共混物:相容性改善及其机理研究

针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰胺6(PA6)共混后相容性差的问题,提出了以苯磺酸盐改性PET(CDP)和PA6为原料,在双螺杆挤出机中制备CDP/PA6共混物。结果表明,所得到的共混物分散相尺寸小、形状不规则,两相相容性远好于PET/PA6共混物。相容性改善机理为:CDP链中引入的苯磺酸基团是酯-酰胺交换反应的有效催化剂,其与PA6的酰胺键一步反应,快速生成聚酯/聚酰胺接枝共聚物,在短短几分钟内大大提高了聚酯与聚酰胺的相容性。当CDP/PA6共混物中CDP与PA6的质量分数相近时,聚酯与聚酰胺互相渗透程度大大提高,并形成双连续相。

TBCL的合成及其在尼龙6中的应用

以对苯二甲酰氯和己内酰胺为原料,通过无机碱中和制得目标产物对苯二甲酰双己内酰胺(TBCL),反应过程不产生有机盐废水,反应条件温和。再通过双螺杆挤出机熔融共混制备了TBCL/尼龙6(PA6)共混物。通过红外光谱(FTIR)和差示扫描量热仪(DSC)对TBCL进行结构表征,通过转矩流变仪、万能拉力机与数位冲击仪等考察了TBCL对PA6流变性能、力学性能和热稳定性的影响。结果表明,加入TBCL后,PA6共混物的流动性下降,冲击强度与热变形温度提高。随着添加量的增加,弯曲模量下降幅度不大,但冲击强度则持续提升,基本实现了PA6刚性几乎不损失的情况下韧性显著提高。

玻纤增强尼龙6材料水煮后性能变化

玻纤增强尼龙6材料因其独特的材料特性在使用过程中会吸水,进而会引起性能和尺寸的变化,在实际的使用过程中材料性能是处于一个动态的变化过程的,会对产品造成应用功能的波动。为了更好地掌握此变化规律,进而在使用过程中进行控制,通过研究水煮时间对玻纤增强尼龙6材料吸水率的影响,分析不同吸水率下物理性能和尺寸的变化;再将煮水后的尼龙6复合材料放置在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境中对其吸水率的变化及物性性能的变化进行研究分析,得出变化规律曲线图。结果表明:玻纤增强尼龙6材料吸水速度和水温存在较大关系,水温越高吸水率越快,吸水后其拉伸强度、弯曲弹性模量等刚性指标下降,冲击强度指标则上升;在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境放置后随着时间的增加,复合材料的吸水率会趋向一个平衡值,拉伸强度、弯曲弹性模量、冲击强度等指标会有不同程度的变化;最终得出30%玻纤增强尼龙6材料的饱和吸水率在6.67%左右,平衡吸水率值在2.53%左右,在实际应用中可参考此值进行水处理。

固相增黏环境氧含量对超高黏尼龙6 薄膜晶点的影响

以相对黏度为3.3的尼龙6(PA 6)切片为原料,在不同氧含量环境下,通过固相增黏制备超高黏尼龙6(PA 6)切片,并利用小型实验室吹膜机制得相应超高黏PA 6薄膜,研究了环境氧含量对超高黏PA 6切片熔融结晶行为、紫外性能,以及相应超高黏PA 6薄膜晶点数和晶点形貌的影响。结果表明:超高黏PA 6切片的结晶起始温度、结晶峰温度、结晶焓随环境氧含量的提高先增大后下降;超高黏PA 6薄膜的晶点数随着环境氧含量的提高而增多,当环境氧含量大于10 mg/kg时,超高黏PA 6薄膜的晶点数超过3个/cm 2,无法满足使用要求;室温下超高黏PA 6切片薄膜的晶点呈带状,当温度升至300℃,晶点周围PA 6完全融化,但晶点仍保持形态不变;PA 6切片在热氧的作用下发生交联反应形成凝胶物质是导致晶点形成的主要原因。

辉沸石在PA6基调湿材料中的应用及其对塑料力学性能的影响

以辉沸石为填料,将其加入到尼龙6(PA6)中制备PA6基调湿材料,分别对比了辉沸石和硅藻土改性PA6基调湿材料的调湿性能,测试了这两种材料24 h放吸比(相对湿度50%条件下24 h放湿率与相对湿度75%条件下24 h吸湿率之比)。同时,测试了不同含量辉沸石改性PA6、聚丙烯(PP)及聚氯乙烯(PVC)复合材料的物理力学性能。结果表明,相对于硅藻土,辉沸石改性的PA6基调湿材料具有吸湿速率快、放湿率高的特点,当辉沸石质量分数为16%时,复合材料24 h放吸比可达70%,辉沸石粒径对材料的调湿性能无影响。辉沸石对PA6和PP有显著的增刚作用,且明显提升了PA6的耐热性并能显著降低PA6的模塑收缩率;质量分数为15%的辉沸石可使PP断裂伸长率提升8.2%,但在提升耐热性和降低模塑收缩率方面的作用有限,当辉沸石的质量分数达到20%时,PP/辉沸石复合材料的密度超过1 g/cm3;质量分数为10%的辉沸石可使PVC的邵氏硬度提升21%,同时辉沸石也能明显降低PVC的模塑收缩率。