脂肪族聚酯-尼龍6纖維復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、聚己二酸丁二醇酯（PBA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和聚ε-己內(nèi)酯（PCL）均為長(zhǎng)鏈柔性的脂肪族聚酯，作為可生物降解的半結(jié)晶聚合物，可以用來(lái)合成降解型聚氨酯的原料。聚合物復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)是影響使用性能的關(guān)鍵因素，通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)晶溫度、增強(qiáng)體的種類變化與控制含量，可以控制聚合物復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)控其使用性能的目的。本論文以尼龍6纖維為增強(qiáng)體，分別制備了聚丁二酸己二酯（PBS）、聚己二酸丁二酯（PBA）以及聚己內(nèi)酯（

2、PCL）與尼龍6纖維的復(fù)合材料，并使用差示掃描量熱儀（DSC）、偏光顯微鏡（POM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和拉曼光譜儀（Raman）等分析手段研究了尼龍6纖維與三種脂肪族聚酯復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)及其形成機(jī)理。主要研究結(jié)論如下：
　?。?）非等溫和等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明，結(jié)晶溫度和結(jié)晶速率均會(huì)影響PBA的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)晶溫度低于27℃或降溫速率高于15℃/min時(shí)，生成β型晶體；結(jié)晶溫度高于33℃或降溫速率低于2℃/min生成α型晶

3、體。尼龍6纖維對(duì)PBA具有較強(qiáng)的異相成核作用，誘導(dǎo)PBA形成α型橫晶晶體。在低溫25℃下纖維界面可形成厚度小于1μm的α型PBA橫晶，進(jìn)一步研究表明，尼龍6纖維與α型PBA晶體間存在良好的晶格匹配關(guān)系，同時(shí)PBA與尼龍6的分子鏈之間也存在氫鍵等較強(qiáng)的分子間作用。
　?。?）尼龍6短纖維對(duì)PBS具有一定的異相成核作用，并且成核密度隨著PBS結(jié)晶溫度的升高而減小。PBS的結(jié)晶溫度隨著尼龍6短纖含量的增多而升高；但PBS的晶體類型并不隨

4、體系中尼龍6短纖維含量的增加而變化，說(shuō)明PBS在尼龍6短纖維上形成的橫晶晶型與其球晶一致，均為α型晶體。復(fù)合材料的斷面結(jié)構(gòu)研究表明，尼龍6纖維與PBS之間具有較低的界面黏結(jié)強(qiáng)度。SEM斷面結(jié)果顯示纖維與PBS界面沒(méi)有PBA與尼龍6纖維界面黏結(jié)作用顯著。
　?。?）PCL在尼龍6纖維表面結(jié)晶時(shí)，高密度的晶核促使其片晶沿著與纖維長(zhǎng)軸方向垂直的方向生長(zhǎng)，片晶的生長(zhǎng)速率隨著結(jié)晶溫度的下降而升高。應(yīng)用Lauritzen-Hoffman方程得