PA6-納米Al-,2-O-,3--UHMWPE復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、高性能聚酰胺材料一直是高分子共混與復(fù)合材料熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，采用納米無(wú)機(jī)材料和高分子共混協(xié)同改性是新的發(fā)展方向。 本文采用熔融法制備得到了“PA6/納米粒子”、“PA6/相容劑/UHMWPE”、“PA6/納米Al2O3/UHMWPE/相容劑”共混與復(fù)合材料，以期獲得具有優(yōu)良性能的新型PA6復(fù)合材料。研究比較了納米Al2O3、納米TiO2、納米SiO2、納米ZnO四種不同納米粒子對(duì)PA6的力學(xué)性能、摩擦性能影響，探討了納米Al2O3表

2、面處理狀況及含量、UHMWPE含量、相容劑及含量對(duì)"PA6/納米粒子”、“PA6/相容劑/UHMWPE”、“PA6/納米Al2O3/UHMWPE/相容劑”共混與復(fù)合材料的力學(xué)性能、摩擦性能、熱性能及加工性能等的影響規(guī)律，進(jìn)一步考察了作用機(jī)理。 研究發(fā)現(xiàn)：nano-ZnO、nano-SiO2、nano-TiO2、nano-Al2O3四種納米粒子對(duì)PA6力學(xué)及摩擦磨損性能影響綜合比較，nano-Al2O3相對(duì)較好：經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處

3、理的納米Al2O3在PA6基體中分散比較均勻，對(duì)PA6有結(jié)晶成核作用；隨納米Al2O3含量增加，PA6/納米Al2O3復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢(shì)；納米Al2O3的加入使復(fù)合材料的熔體流動(dòng)速率略有下降；納米Al2O3可改善PA6的耐磨性能，當(dāng)納米Al2O3添加量為4 phr時(shí)，PA6/納米Al2O3復(fù)合材料的摩擦磨損性能明顯提高。 將馬來(lái)酸酐(MAH)和苯乙烯(St)與高密度聚乙烯(HDPE)共接枝

4、及將MAH單組分與HDPE直接接枝，分別得到了高接枝率的HDPE-g-(MAH-co-St)和低接枝率的HDPE-g-MAH兩種相容劑。研究了HDPE-g-(MAH-co-St)和HDPE-g-MAH的接枝率對(duì)PA6/UHMWPE共混材料的力學(xué)性能影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：HDPE-g-(MAH-co-St)與HDPE-g-MAH相比，更能有效提高PA6和UHMWPE間的相容性。因此，進(jìn)一步采用熔融共混法制備得到了PA6/UHMWPE/HDP

5、E-g-(MAH-co-St)增容共混材料，借助SEM、DSC等分析測(cè)試技術(shù)研究了共混材料的結(jié)構(gòu)及結(jié)晶性能，考察了UHMWPE及HDPE-g-(MAH-co-St)用量對(duì)共混材料力學(xué)性能、加工性能、摩擦磨損性能等的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：當(dāng)相容劑HDPE-g-(MAH-co-St)添加量為UHMWPE的40％時(shí)，共混材料的綜合性能最好；隨著UHMWPE含量的增加，力學(xué)性能及加工性能略有下降，但UHMWPE的加入對(duì)于提高材料的摩擦磨損性能

6、效果明顯，當(dāng)UHMWPE添加量為10phr時(shí)，共混材料的摩擦磨損性能達(dá)到最佳值。 論文還進(jìn)一步研究了納米Al2O3、UHMWPE共同對(duì)PA6復(fù)合材料性能的影響規(guī)律及作用機(jī)理。結(jié)果表明，當(dāng)PA6/納米Al2O3/UHMWPE/HDPE-g-(MAH-co-St)配比為100/4/5/2時(shí)，復(fù)合材料具有最佳的摩擦磨損性能，并發(fā)現(xiàn)納米Al2O3、UHMWPE及相容劑對(duì)復(fù)合材料摩擦磨損性能的改善具有協(xié)同作用，這種新型的PA6共混與納米復(fù)