核殼橡膠粒子增韌尼龍6體系及其受限結(jié)晶行為研究.pdf

1、聚酰胺是一種重要的工程塑料,長期以來對于聚酰胺合金化和高性能化的研究一直是一個熱點的研究方向。本論文以聚酰胺6(尼龍6)為研究對象,主要研究了其在具有硬核-軟殼的核殼粒子增韌的情況下的斷裂性能(拉伸和沖擊)與相形態(tài)之間的關(guān)系,同時探索了在空間受限的情況下(接枝共聚物中),兩相界面及相鄰接枝鏈段對其結(jié)晶行為的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),以低密度聚乙烯(LDPE)為核以官能化順丁橡膠(PB-g-MAH)為殼的核殼粒子在增韌過程中不僅起到了應(yīng)力集中點的作

2、用,而且還改變了基體材料的物理性質(zhì)(如結(jié)晶等)。減少了橡膠用量,在橡膠含量僅為1.5％時體系沖擊強(qiáng)度可以達(dá)到100 KJ/m2以上。然而這種核殼增韌劑卻不能保持增韌體系的高模量。其主要原因是由于其中的內(nèi)核材料LDPE自身模量較低。在以剛性粒子SiO2為核,以聚丙烯酸丁酯(PBA)為殼的核殼粒子增韌的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的體系中,其核殼增韌體系的模量較純橡膠有較大提高。 在PE-g-PB-g-PA6接枝共聚物中,PA6結(jié)晶

3、受到限制,表現(xiàn)為PA6的多重熔融峰在經(jīng)歷多次升降溫循環(huán)后消失。而從TEM照片中可以看出,接枝共聚物中PA6的相尺寸在70-100 nm之間,其尺寸遠(yuǎn)大于PA6片晶的厚度,因此空間限制并不應(yīng)該是造成該結(jié)果的主要原因。這主要是由于在尼龍6的結(jié)晶過程中,與之相連的處于高彈態(tài)的PB鏈段無法排列到尼龍結(jié)晶序列當(dāng)中,由于尼龍6鏈段與PB分子鏈之間有化學(xué)鍵相連,從而導(dǎo)致其在結(jié)晶過程中受到PB鏈段的限制,分子鏈段不能充分的規(guī)則排列。 當(dāng)與PA6

4、分子相連的鏈段具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,即當(dāng)PA6結(jié)晶時,與之相連的鏈段已經(jīng)處于玻璃態(tài)時,PA6的結(jié)晶將受到其相鄰鏈段更強(qiáng)烈的影響,正如PA6在PS-g-PA6共聚物中的受限結(jié)晶行為。在該接枝共聚物中,PA6在60℃附近出現(xiàn)冷結(jié)晶現(xiàn)象,這一冷結(jié)晶與均相成核過程在動力學(xué)上非常符合。然而這個冷結(jié)晶現(xiàn)象所擁有的特性并不遵循常規(guī)均相成核規(guī)律而且不能用傳統(tǒng)的結(jié)晶理論加以解釋。其原因可以歸結(jié)于相連的PS鏈對PA6分子結(jié)晶的影響。相連的PS分子鏈不是