原位聚合制備尼龍6-納米SiO2復(fù)合材料及其性能研究.pdf

1、本文采用原位聚合的方法，制備了由不同表面官能團(tuán)修飾的納米SiO2填充的尼龍6/納米SiO2復(fù)合材料。表征了納米復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)，分析了其相應(yīng)的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能，并初步探索了炭黑及納米SiO2填充尼龍6復(fù)合材料的抗靜電性能。結(jié)果表明，納米SiO2表面所修飾的活性官能團(tuán)以化學(xué)鍵作用與PA6分子鏈相結(jié)合，形成較強(qiáng)的界面相互作用，從而對(duì)納米復(fù)合材料的力學(xué)性能，摩擦學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　

2、 1、利用TEM、IR、TG及XPS手段對(duì)PA6納米SiO2復(fù)合材料進(jìn)行了分析，在尼龍6的聚合過程中，納米SiO2表面不同的活性官能團(tuán)均能夠與PA6分子鏈相結(jié)合，使得納米SiO2以化學(xué)鍵的方式接枝于PA6分子鏈中，兩相間產(chǎn)生較強(qiáng)的界面結(jié)合力；同時(shí)納米SiO2表面含有多個(gè)官能團(tuán)，可以接枝多個(gè)尼龍6分子鏈，從而在復(fù)合材料體相中，局部形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響納米復(fù)合材料的性能。但是RNS-A和RNS-E兩種型號(hào)納米SiO2，表面含有不同的

3、活性基團(tuán)，導(dǎo)致其在PA6基體中所形成的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)有所不同。
　　 2、對(duì)PA6納米復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明RNS-A型納米SiO2能夠顯著提高PA6納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊韌性，在RNS-A質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％時(shí)拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大，比純PA6的強(qiáng)度提高約54％；在RNS-A質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3％時(shí)缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)最大，且比純PA6的提高約55％。RNS-E型納米SiO2對(duì)PA6能起到增強(qiáng)的作用，而沒有達(dá)到增韌的效果。在R

4、NS-E質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3％時(shí)拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大，比純PA6的提高約47.5％。
　　 3、利用環(huán)塊磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)PA6及其納米復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能進(jìn)行分析，并用掃描電鏡對(duì)復(fù)合材料磨損表面進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)隨RNS-A和RNS-E型納米SiO2含量的增大，復(fù)合材料摩擦系數(shù)呈增大趨勢(shì)；同時(shí)一定含量的納米SiO2可以降低復(fù)合材料的磨損量。隨著實(shí)驗(yàn)載荷的增大，PA6及PA6納米復(fù)合材料的摩擦系數(shù)呈降低趨勢(shì)，而磨損量呈增大趨勢(shì)。而隨著實(shí)驗(yàn)速度的增