聚酰胺6及聚酰胺6-SiO2納米復合材料流變力學性能研究.pdf

1、聚酰胺6基納米二氧化硅(SiO2)復合材料由于其許多優(yōu)異性能而備受人們的青睞,隨著納米技術和聚合物改性研究的發(fā)展,該材料已經成為當今高分子材料改性和研究的熱點之一,但目前主要是對其進行物理和化學表征,而力學性能研究相對較少。聚酰胺6基納米復合材料具有典型的粘彈性性質,對時間和溫度有較強的依賴性,特別是在時間、溫度、結晶度、加載速率和應力大小等因素影響下表現(xiàn)出不同的力學性質,本文在考慮這些不同因素影響的前提下,對聚酰胺6及聚酰胺6/SiO

2、2納米復合材料的力學性質展開研究和討論。
　　本文對聚酰胺6試件進行了準靜態(tài)單軸拉伸實驗,同時用紅外熱像儀監(jiān)測試件在拉伸變形過程中表面的溫度場變化。在不同的加載速率下研究聚酰胺6頸縮形成階段、頸縮穩(wěn)定發(fā)展階段的應力與應變的關系,同時計算了在頸縮階段最大紅外輻射溫度的塑性功。得到了在準靜態(tài)單軸拉伸條件下加載速率、試件表面溫度場和塑性功的一些有用的結果。
　　半結晶聚合物與無定形聚合物在宏觀力學性能上有顯著的區(qū)別,結晶度情況與材

3、料受力密切相關。本文對不同速率下頸縮試件進行結晶度測量,研究頸縮穩(wěn)定區(qū)域結晶度宏觀和微觀力學機制。
　　考慮到聚酰胺6及聚酰胺6/SiO2納米復合材料在不同應力水平下的時間相關性,對其進行了蠕變實驗研究。在微觀分子理論的基礎上,結合實驗數(shù)據(jù)構建了聚酰胺6/SiO2納米復合材料在室溫下的蠕變模型,并進行了分析。
　　為了進一步考察材料微觀結構,結合宏觀-微觀模型對實驗數(shù)據(jù)進行了分析,得到了聚酰胺6及聚酰胺6/SiO2納米復合材

4、料在室溫下瞬時彈性、粘彈性和粘性流動時的具體參數(shù)值。從微觀結構分析了納米粒子的加入對材料力學行為的影響,計算了聚酰胺6及聚酰胺6/SiO2納米復合材料在一定蠕變應力下激活能體積。并且考察了作用于試件上的應力對分子鏈的勢能壘與激活能體積關系,同時注意到納米粒子對基體分子鏈勢能壘有不同程度的影響。
　　本文旨在通過宏觀-微觀實驗的力學性能研究,希望找到預測和改善宏觀-微觀的力學性能方法,為該材料的進一步化學改性和工程應用提供力學依據(jù)。