尼龍11-硅烷化碳化硅復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、尼龍11(PA11)是一種具有優(yōu)良的物理、化學(xué)以及機(jī)械性能,以及質(zhì)量輕、耐腐蝕、吸水性低、尺寸穩(wěn)定性好、耐磨耐油性?xún)?yōu)良等特點(diǎn)的工程塑料,因此,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空、電子、軍事工業(yè)等方面。然而,隨著科技的發(fā)展,單純的尼龍11因?yàn)槠湫阅芏贪逡约案哳~的價(jià)格的影響,應(yīng)用受到了限制,所以,制備高性能的尼龍11復(fù)合材料十分必要。本課題首先用硅烷偶聯(lián)劑(KH550)對(duì)碳化硅進(jìn)行表面改性,用尼龍11粒料和改性后的碳化硅為主要原料,采用熔融共混法制備出了

2、尼龍11/碳化硅復(fù)合材料。用掃描電子顯和紅外光譜儀觀察了復(fù)合材料的形貌特征和組成,用偏光顯微鏡觀察了其結(jié)晶形態(tài),通過(guò)差示掃描量熱儀和毛細(xì)管流變儀分析了復(fù)合材料的結(jié)晶性能和流變性能,并對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻隔性能進(jìn)行了研究。得出以下結(jié)論:
　　1.紅外光譜表征顯示硅烷偶聯(lián)劑(KH550)對(duì)碳化硅的表面處理是成功的;復(fù)合材料的掃描電鏡顯示,碳化硅在尼龍11基體中分散均勻,聚合充分;碳化硅的加入提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊

3、強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率;與純尼龍11相比,復(fù)合材料的阻隔性能得到了提升。
　　2.通過(guò)對(duì)尼龍11/碳化硅復(fù)合材料的結(jié)晶過(guò)程及熔融行為的研究發(fā)現(xiàn):碳化硅在復(fù)合材料中起到了異相成核的作用,碳化硅的加入提高了結(jié)晶速率;Avrami方程適合處理尼龍11及尼龍11/碳化硅復(fù)合材料的等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程;用經(jīng)過(guò)Jeziorny修正過(guò)的Avrami方程及Mo法能夠較好的處理復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程;利用Hoffman-Weeks公式求得了復(fù)合材

4、料的平衡熔點(diǎn),發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的平衡熔點(diǎn)均低于純的尼龍11。
　　3.對(duì)尼龍11及尼龍11/碳化硅復(fù)合材料的流變性能進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)它們的非牛頓系數(shù)均小于1,說(shuō)明它們均為假塑性流體;當(dāng)剪切應(yīng)力相同,增加碳化硅含量,剪切速率先增大后減;隨著剪切速率的增加,復(fù)合材料的表觀黏度逐漸下降,表現(xiàn)出“切力變稀”現(xiàn)象;對(duì)比純的尼龍11,尼龍11/碳化硅復(fù)合材料的黏流活化能更低,說(shuō)明加工溫度對(duì)復(fù)合材料表觀黏度的影響變小,使得復(fù)合材料能在較寬的溫度范圍內(nèi)