热致液晶聚酰胺的热分解动力学及寿命

利用热重分析法,在不同升温速率下,对热致液晶聚酰胺热分解动力学进行研究。采用Friedman、Kissinger、Ozawa以及Coats-Redfern等方法对其动力学数据进行分析说明,确定其在氮气中反应机理函数是Avrami-Erofeev法则,活化能E≈208 kJ/mol;其在空气中初始热分解反应机理函数为Mempel Power法则,活化能E≈172 kJ/mol,后期热分解反应机理函数为反Jander法则,活化能E≈111 kJ/mol。并以失重5%作为寿终指标,计算热致液晶聚酰胺在不同温度的寿命,结果表明,其在尼龙加工温度范围内不会失效,适于与尼龙进行复合加工。

不添加相容剂的尼龙6/热致液晶聚酰胺复合材料的热性能与结晶行为

通过DSC,TGA,WAXD以及POM等检测方法研究了用共溶剂法制备热致液晶聚酰胺(TLCPa)与尼龙6(PA6)的复合材料的热性能和结晶行为。结果表明,随着TLCPa质量分数的增加,PA6/TLCPa30复合材料的起始降解温度较纯PA6提高了近27℃。结晶行为的研究表明,TLCPa的加入降低了结晶速度和结晶度,结晶受到抑制。XRD图谱证实TLCPa进入到PA6的结晶过程,少量TLCPa的加入并不影响PA6的晶体结构,PA6还是以α晶为主。当TLCPa的质量分数达到40%以上时,图谱出现非晶包。用POM观察,晶体边界模糊,晶体形貌有一定程度的细化。

热致聚酰胺液晶增韧尼龙6及共混物的形貌

在不添加相容剂的情况下,将PA6与不同质量分数的热致聚酰胺液晶(TLCP)在Haake转矩流变仪上共混得到PA6/TLCP复合材料,并对其相形态、拉伸性能及断面形貌进行了表征。由于TLCP的分子与PA6分子之间的相互作用,添加少量的TLCP(w(TLCP)≤10%)可以与尼龙直接增容,而不出现相分离的现象。加入质量分数为5%的TLCP,复合材料的拉伸强度较纯PA6提高了5.2%,弹性模量提高38.3%,断裂伸长率提高逾280%,拉伸断面形貌出现明显的'脆-韧'转变。但TLCP的质量分数进一步增加到15%时,因为TLCP无法进一步有效地分散到PA6的内部而发生自团聚,形成应力点和相分离,复合材料的力学性能呈下降趋势,故加入适当的TLCP可以有助于提高共混物的韧性,并保持拉伸模量。

热致聚酰胺液晶与尼龙6复合材料的相容性

采用共溶剂法制备了实验室自行合成的热致液晶聚酰胺(TLCP)与尼龙6(PA6)的复合材料。通过乌氏黏度计、DSC、FT-IR以及SEM等方法分析了复合材料的相容性。加入TLCP后,共混物的特性黏度增加,熔点下降,熔融焓降低;红外图谱证实了TLCP与PA6之间存在分子间氢键作用;SEM的结果表明,当w(TLCP)≥5%时,两相界面模糊,当w(TL-CP)=40%时,共混物呈均相体系,无相分离。以上结果均证实,在不添加第三相增容剂的情况下,引入分子间氢键的作用可以制备出具有良好相容性的PA6/TLCP复合材料。

HNTs原位混杂复合材料的导热机理及自阻燃性能分析

采用熔融共混法制备了聚酰胺66(PA66)/热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)原位混杂复合材料,研究了其导热机理、阻燃性能及微观形态。结果表明,复合材料的热导率及极限氧指数均随HNTs含量的增加而提高,且HNTs形成导热网链的临界值为30%(质量分数,下同);当HNTs含量为40%时,复合材料的热扩散系数、热导率、极限氧指数分别提高了27%、134%和42%;扫描电子显微镜显示,TLCP及HNTs均能在基体中均匀分散,并能观察到TCLP所形成的沿纤维轴方向取向的微纤及HNTs所形成的导热网链。

热致液晶聚酰胺的溶解性能和热性能

采用直接缩聚法,用自制的新型二元酸PEG3与芳香二胺进行缩聚反应,合成出较高分子量(比浓对数粘度为1.063 dL/g)的热致液晶聚酰胺,对其热性能和溶解性能进行了研究。结果表明,柔性链的引入,降低了聚酰胺的熔点(Tm=307.8℃),有利于液晶相的形成。而苯环的引入,平均分配了聚酰胺的刚性,既保持了聚酰胺耐热的特性,又提高了液晶相的稳定性(液晶显示范围ΔT=Ti-Tm=66.1℃),有利于该液晶高分子的应用。热失重(TGA)曲线显示了合成的聚酰胺具有较好的热稳定性(温度在400℃以上的质量损失为5%)。合成的聚酰胺具有较强的耐溶剂性,不溶于非极性溶剂,只能部分地溶解于强极性的纯溶剂或溶解于加盐(LiCl,或CaCl2)的复合溶剂中。

热致液晶聚酰胺的合成与性能

以含有聚醚链的芳香族二元酸聚乙二醇双4-羧苯醚(PEGn,n=1,2)和芳香族二元胺邻联甲苯胺(OT)为聚合单体,通过溶液缩聚法制备了一系列含有聚醚链的芳香族热致液晶聚酰胺(PEGOT)。以红外光谱(IR)、核磁分析(NMR)对聚合物的化学结构予以确认;通过差示扫描量热(DSC)及偏光显微镜(POM)研究发现,液晶聚合物具有稳定的液晶性和典型的向列型织构,并采用X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)对聚合物的结晶性和热稳定性进行了研究,为此类热致液晶聚酰胺进一步的应用提供了重要依据。

含有液晶离聚物的PA1010和PP共混物热性能的研究

一种新型的主链聚硅氧烷侧链含有磺酸基团离子的热致液晶离聚物作为PA10 10和PP共混体系的增容剂。用DSC、TGA和FTIR对共混体系的热性能进行了研究。结果表明 ,含有液晶离聚物的共混物的结晶性能有较大的改善。其中液晶离聚物含量为 4%。