尼龙6/凹凸棒土复合材料制备及性能研究

论文摘要

本文首先采用硅烷偶联剂（KH550、KH560）对凹凸棒土（ATP）进行表面改性，然后将改性ATP通过原位聚合法制备尼龙6（PA6）/ATP复合材料。最后采用熔融共混法制备PA6/SEBS-g-MAH共混物和PA6/SEBS-g-MAH/ATP复合材料。利用能量光谱仪（EDS）、红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对ATP及改性ATP的微观结构及晶型结构进行研究。采用电子拉力机、示差扫描量热仪（DSC）、动态热机械分析仪（DMA）等对PA6/ATP复合材料、PA6/SEBS-g-MAH共混物和PA6/SEBS-g-MAH/ATP复合材料的结构与性能进行表征。FTIR和XRD的结果表明：硅烷偶联剂KH550和KH560接枝到ATP表面，表面接枝改性没有改变ATP的晶体结构。当KH550改性ATP填充量为0.5份时，其在PA6基体中分散较均匀，所制备的复合材料拉伸强度比纯PA6有所提高，缺口冲击强度提高了58%，达到17.6kJ/m2；KH550改性ATP和未改性ATP填充量均为0.5份时，两者所制备复合材料的玻璃化温度相差不大；当KH550改性ATP填充量增加到1.5份时，所制备的复合材料的玻璃化温度提高了10℃。表明改性ATP复合材料同时具有增强和增韧的作用。当ATP填充量为0.5份时，复合材料熔融峰温均有一定程度的提高，且KH560改性ATP所制备的复合材料的熔融峰温向右移了2℃左右。在PA6结晶过程中，ATP起到了异相成核的作用，提高了复合材料的结晶温度。PA6/ATP-g-KH550复合材料5%热失重温度比PA6提高了约10℃，表明加入KH550改性ATP增加了复合材料的热稳定性。SEBS-g-MAH作为相容剂增加了ATP在PA6基体中的分散性，改善了ATP和PA6基体的界面粘结性，使得PA6/SEBS-g-MAH/ATP复合材料的缺口冲击强度有较大提高，少量SEBS-g-MAH改善了PA6/ATP复合材料的流动性能。

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摘要

Abstract

引言

第1章文献综述

1.1 ATP 的性质、表面改性及应用

1.1.1 ATP 的性质

1.1.2 ATP 的表面改性

1.1.3 改性 ATP 在塑料中的应用

1.2 PA6 改性研究进展及应用

1.2.1 PA6 结构与性能

1.2.2 PA6/无机粒子复合材料制备方法

1.2.3 PA6 增韧改性研究

1.2.4 PA6/弹性体/无机粒子复合材料

1.2.5 PA6/ATP 复合材料

1.2.6 PA6 复合材料应用

1.3 本文研究思路与内容

1.3.1 研究思路

1.3.2 研究内容

第2章 ATP 的表面改性

2.1 引言

2.2 硅烷偶联剂改性 ATP 机理

2.3 实验方法

2.3.1 实验试剂

2.3.2 主要仪器与设备

2.3.3 ATP 的表面改性

2.3.4 ATP 及改性 ATP 性能测试

2.4 结果与讨论

2.4.1 ATP 的 EDS 分析

2.4.2 ATP 的 SEM 分析

2.4.3 ATP 及改性 ATP 的 FT-IR 分析

2.4.4 ATP 及改性 ATP 的 XRD 分析

2.5 本章小结

第3章 PA6/ATP 复合材料制备及性能

3.1 引言

3.2 聚合原理及影响因素

3.2.1 聚合原理

3.2.2 聚合影响因素

3.3 实验部分

3.3.1 实验试剂

3.3.2 主要设备与仪器

3.3.3 PA6/ATP 复合材料制备

3.3.4 复合材料性能测试与表征

3.4 结果与讨论

3.4.1 PA6/ATP 复合材料的微观结构

3.4.2 PA6/ATP 复合材料的熔融结晶性能

3.4.3 PA6/ATP 复合材料的热稳定性

3.4.4 PA6/ATP 复合材料的动态力学性能

3.4.5 PA6/ATP 复合材料的力学性能

3.4.6 PA6/ATP 复合材料的吸水性

3.4.7 PA6/ATP 复合材料的熔融指数

3.5 本章小结

第4章 SEBS-g-MAH 对 PA6 及 PA6/ATP 性能的影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 主要原料

4.2.2 主要仪器与设备

4.2.3 复合材料的制备

4.2.4 复合材料性能测试与表征

4.3 结果与讨论

4.3.1 SEBS-g-MAH 对 PA6 性能的影响

4.3.2 SEBS-g-MAH 对 PA6/ATP 复合材料性能的影响

4.4 本章小结

第5章总结

参考文献

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致谢

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