尼龍6 11-蒙脫土納米復合材料的制備、表征與性能研究.pdf

1、聚合物/蒙脫土納米復合材料綜合了高分子材料與無機材料的優(yōu)點，但又不僅僅是二者性能的簡單相加，表現(xiàn)出更優(yōu)異的力學性能、熱性能、阻隔性能和阻燃性能，同時又可以降低材料的成本。經(jīng)過20年的發(fā)展，尼龍/蒙脫土納米復合材料已取得了長足的進步，但也有明顯的不足。首先是所研究的尼龍品種比較狹窄，如尼龍6/粘土研究已很深入，而其它品種的尼龍基復合體系研究卻很少；其次是研究的內容基本是材料制備及性能測試，比較單一。尼龍11性能出眾，但價格昂貴，并且單一組

2、份的尼龍11已越來越不能滿足人們對高性能材料的要求。針對以上問題，我們以11-氨基十一酸、尼龍6預聚物和經(jīng)11-氨基十一酸處理過的蒙脫土為原料，采用原位聚合的方法制備了奇偶尼龍6 11/蒙脫土納米復合材料；除了對其結構、機械性能和阻隔性能等進行了研究外，還對其流變性能、熔融行為和結晶過程進行了研究。主要研究如下：1．以11-氨基十一酸、己內酰胺和處理過的蒙脫土為主要原料制備了尼龍6 11/蒙脫土納米復合材料在水存在的條件下，采用本體熔融

3、聚合法制備出尼龍6預聚物，再將尼龍6預聚物與11-氨基十一酸、有機改性蒙脫土按比例混合，采用原位聚合的方法制備了尼龍6 11/蒙脫土納米復合材料。用傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)對尼龍6 11及尼龍6 11/蒙脫土納米復合材料進行表征；使用廣角X射線衍射儀(WAXD)和掃描電鏡(SEM)對其結構進行了表征；使用差示掃描量熱分析(DSC)和熱失重(TG)對復合材料的熱性能進行了研究；測定了納米復合材料的力學性能和吸水率、吸油值。發(fā)現(xiàn)原位

4、聚合的方法適合于制備尼龍6 11/蒙脫土納米復合材料，且復合材料的力學性能及熱穩(wěn)定性均有所提高，而吸水率和吸油值則隨著蒙脫土含量的升高而降低，較之尼龍6 11分別降低了2倍和2.5倍。 2．尼龍6 11/蒙脫土納米復合材料的流變性能研究研究表明尼龍6 11及其復合材料均為假塑性流體，表現(xiàn)為切力變稀現(xiàn)象，且非牛頓指數(shù)隨蒙脫土含量的增高而減?。划敿羟兴俾屎愣〞r，剪切應力隨著蒙脫土含量的增高而減小，但當含量達到一定的值后又增加；尼龍6

5、 11及其復合材料的粘流活化能隨剪切應力的增大而降低，說明在恒定剪切應力下其可在較寬的溫度范圍內加工、成型。 3．探討了尼龍6 11/蒙脫土納米復合材料的熔融行為和結晶動力學過程蒙脫土在復合材料中起到了異相成核的作用，同時發(fā)現(xiàn)蒙脫土的加入未改變尼龍基體的晶型，這與文獻中報道的尼龍6/蒙脫土納米復合材料的結論不同，并對其熔融行為進行研究。采用經(jīng)典結晶動力學方程對尼龍6 11及其復合材料的結晶動力學進行了研究。結果表明：Avami方程能很好