PTT/PA-6共混及性能研究

论文摘要

PA-6作为塑料使用时,具有优良的物理机械性能、耐磨性、耐腐蚀性等优点,但由于吸水率高,因而存在力学稳定性、抗蠕变性差等缺点。作为纤维使用时,PA-6具有质地柔软、弹力回复性好、耐磨等优点,但也存在抗污性、抗静电性差等缺点。PTT是一种新型的聚酯材料,其塑料具有良好的物理机械性能而且吸水率很低,其纤维更是具有优良的综合性能。本论文对PTT/PA-6进行共混改性研究,在国内外尚鲜见报道,有利于扩展高聚物材料的使用范围。首先对PTT/PA-6共混体系的共混工艺研究发现,延长共混时间对共混体系相容性有一定改善;提高共混温度,共混体系相容性有明显改善,当共混温度为260℃时,共混体系相容性最好。通过分子模拟软件Materials studio4.0对PTT、PA-6的溶解度参数及混合自由能进行了计算,推断出PTT/PA-6的共混体系为热力学不相容体系。通过DSC、SEM、WAXD研究发现,共混体系在无定形区和晶区都是不相容的;当PTT为分散相时,共混体系的相容性相对较好。DSC研究表明,PTT和PA-6共混以后,共混体系的结晶能力和结晶速度比纯组分有所提高,但结晶度有所降低;当PTT为分散相时,PTT/PA-6共混体系出现分级结晶现象。DSC、SEM和流变性能研究表明,当增容剂PE-g-MAH用量为4%时,增容效果最好,流体的剪切应力和表观粘度最大,粘流活化能较小,有利于控制工艺条件,易于加工成型。对PTT/PA-6共混体系的吸水性研究反映出,少量PTT的加入即可明显降低样品的吸水率,而适量PE-g-MAH的加入则可以进一步降低共混样品的吸水率,当PE-g-MAH用量达到10%时,吸水率反而有上升的趋势。通过对PTT/A-6共混体系的力学性能研究发现,PTT用量为0%-30%时,共混体系的拉伸强度有一定程度的下降,而缺口冲击强度明显下降;当PTT用量大于50%时共混体系的拉伸强度也出现了明显的下降。尽管将两种组分共混以后力学性能出现了不同程度的下降,但通过对干态和湿态样品的力学性能比较发现,当PTT用量为30%时,样品的湿态拉伸强度最高,吸水前后的力学稳定性最好;当PTT用量在0%-30%时,湿态样品的缺口冲击强度比干态样品稍有提高。通过对PE-g-MAH增容共混体系的力学性能研究发现,当PE-g-MAH用量为4%时,干态和湿态的共混样品的拉伸强度和缺口冲击强度都达到最大值。对PTT/PA-6共混体系的可纺性研究表明,PTT/PA-6/PE-g-MAH配比为30/70/4时,在300m/min的卷绕速度下可以纺丝,但尚不能顺利经受后拉伸,因此仍需通过选择增容剂或改变纺丝工艺等方法进一步提高其可纺性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 共混体系的相容性及增容方法
• 1.2.1 共混体系的相容性
• 1.2.2 共混体系的增容方法
• 1.3 PA-6的发展概况、性能特点及共混改性研究
• 1.3.1 PA-6的发展概况
• 1.3.2 PA-6的性能特点
• 1.3.3 国内外对于PA-6共混改性研究
• 1.4 PTT的发展概况、性能特点及共混改性研究
• 1.4.1 PTT的发展概况
• 1.4.2 PTT的性能特点
• 1.4.3 国内外对于PTT的共混改性研究
• 1.5 本论文的意义及主要工作
• 第二章 PTT/PA-6共混样品的制备及测试手段
• 2.1 原料及样品的制备
• 2.1.1 原料和设备
• 2.1.2 共混样品的制备
• 2.1.3 注塑样条的制备
• 2.1.4 可纺性探究
• 2.2 测试手段
• 2.2.1 差示扫描量热法（DSC）
• 2.2.2 扫描电镜（SEM）
• 2.2.3 广角X射线衍射（WAXD）
• 2.2.4 红外光谱（IR）
• 2.2.5 转矩流变仪
• 2.3 注塑样条性能测试
• 2.3.1 吸水性测试
• 2.3.2 拉伸性能测试
• 2.3.3 冲击性能测试
• 第三章 PTT/PA-6共混工艺研究
• 3.1 不同共混时间对PTT/PA-6共混体系相容性的影响
• 3.2 不同共混温度对PTT/PA-6共混体系相容性的影响
• 3.3 不同共混工艺对PTT/PA-6共混样品缺口冲击强度的影响
• 3.4 本章小节
• 第四章 PTT/PA-6 共混体系相容性及结晶性能研究
• 4.1 PTT/PA-6共混体系的相容性研究
• 4.1.1 PTT/PA-6共混体系热力学相容性的理论研究
• 4.1.2 PTT/PA-6共混体系无定型区相容性
• 4.1.3 PTT/PA-6共混体系晶区相容性
• 4.2 PTT/PA-6 共混体系结晶性能研究
• 4.2.1 PTT/PA-6共混体系冷结晶性能
• 4.2.2 PTT/PA-6共混体系熔融结晶性能
• 4.2.3 PTT/PA-6共混体系的晶区熔融
• 4.3 本章小节
• 第五章 PE-g-MAH增容PTT/PA-6共混体系的相容性及流变性能研究
• 5.1 差示扫描量热法分析
• 5.2 扫描电镜
• 5.3 PE-g-MAH增容PTT/PA-6共混体系的流变性能研究
• 5.3.1 流变性能数据处理方法
• 5.3.2 PTT/PA-6共混体系的流动曲线
• 5.3.3 PTT/PA-6共混体系的非牛顿指数n值
• η值'>5.3.4 PTT/PA-6共混体系的粘流活化能E_η值
• 5.4 本章小节
• 第六章 PTT/PA-6共混体系吸水性及力学性能研究
• 6.1 PTT/PA-6共混体系吸水性
• 6.1.1 不同配比PTT/PA-6共混体系的吸水性
• 6.1.2 不同PE-g-MAH用量对30/70的PTT/PA-6共混体系吸水性影响
• 6.2 PTT/PA-6共混体系力学性能
• 6.2.1 不同配比的PTT/PA-6共混体系力学性能
• 6.2.2 不同PE-g-MAH用量的PTT/PA-6共混体系力学性能
• 6.3 本章小节
• 第七章 PTT/PA-6共混体系可纺性初探
• 7.1 纺丝方法
• 7.2 可纺性研究
• 7.3 本章小节
• 第八章 主要结论及研究展望
• 8.1 主要结论
• 8.2 研究展望
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢