聚酰胺6及聚酰胺6-SiO2納米復(fù)合材料流變力學(xué)性能研究.pdf

1、聚酰胺6基納米二氧化硅(SiO2)復(fù)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(shù)和聚合物改性研究的發(fā)展,該材料已經(jīng)成為當(dāng)今高分子材料改性和研究的熱點(diǎn)之一,但目前主要是對(duì)其進(jìn)行物理和化學(xué)表征,而力學(xué)性能研究相對(duì)較少。聚酰胺6基納米復(fù)合材料具有典型的粘彈性性質(zhì),對(duì)時(shí)間和溫度有較強(qiáng)的依賴性,特別是在時(shí)間、溫度、結(jié)晶度、加載速率和應(yīng)力大小等因素影響下表現(xiàn)出不同的力學(xué)性質(zhì),本文在考慮這些不同因素影響的前提下,對(duì)聚酰胺6及聚酰胺6/SiO

2、2納米復(fù)合材料的力學(xué)性質(zhì)展開研究和討論。
　　本文對(duì)聚酰胺6試件進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)單軸拉伸實(shí)驗(yàn),同時(shí)用紅外熱像儀監(jiān)測(cè)試件在拉伸變形過(guò)程中表面的溫度場(chǎng)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(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系,同時(shí)計(jì)算了在頸縮階段最大紅外輻射溫度的塑性功。得到了在準(zhǔn)靜態(tài)單軸拉伸條件下加載速率、試件表面溫度場(chǎng)和塑性功的一些有用的結(jié)果。
　　半結(jié)晶聚合物與無(wú)定形聚合物在宏觀力學(xué)性能上有顯著的區(qū)別,結(jié)晶度情況與材

3、料受力密切相關(guān)。本文對(duì)不同速率下頸縮試件進(jìn)行結(jié)晶度測(cè)量,研究頸縮穩(wěn)定區(qū)域結(jié)晶度宏觀和微觀力學(xué)機(jī)制。
　　考慮到聚酰胺6及聚酰胺6/SiO2納米復(fù)合材料在不同應(yīng)力水平下的時(shí)間相關(guān)性,對(duì)其進(jìn)行了蠕變實(shí)驗(yàn)研究。在微觀分子理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建了聚酰胺6/SiO2納米復(fù)合材料在室溫下的蠕變模型,并進(jìn)行了分析。
　　為了進(jìn)一步考察材料微觀結(jié)構(gòu),結(jié)合宏觀-微觀模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,得到了聚酰胺6及聚酰胺6/SiO2納米復(fù)合材

4、料在室溫下瞬時(shí)彈性、粘彈性和粘性流動(dòng)時(shí)的具體參數(shù)值。從微觀結(jié)構(gòu)分析了納米粒子的加入對(duì)材料力學(xué)行為的影響,計(jì)算了聚酰胺6及聚酰胺6/SiO2納米復(fù)合材料在一定蠕變應(yīng)力下激活能體積。并且考察了作用于試件上的應(yīng)力對(duì)分子鏈的勢(shì)能壘與激活能體積關(guān)系,同時(shí)注意到納米粒子對(duì)基體分子鏈勢(shì)能壘有不同程度的影響。
　　本文旨在通過(guò)宏觀-微觀實(shí)驗(yàn)的力學(xué)性能研究,希望找到預(yù)測(cè)和改善宏觀-微觀的力學(xué)性能方法,為該材料的進(jìn)一步化學(xué)改性和工程應(yīng)用提供力學(xué)依據(jù)。