HDPE-PA6多元復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、本課題利用熔融法研究了HDPE/PA6/接枝物，HDPE/PA6/蒙脫土，HDPE/PA6/蒙脫土/接枝物不同的復(fù)合體系，探討了不同含量的PA6，蒙脫土以及接枝物對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、摩擦性能、阻隔性能及加工性能的影響。研究了不同鏈長(zhǎng)的烷基季銨鹽對(duì)蒙脫土的插層作用以及不同插層劑對(duì)材料性能的影響，考察了接枝物的作用。 對(duì)于HDPE/PA6/接枝物復(fù)合材料，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著PA6含量的增加，合金的拉伸強(qiáng)度不斷增加，沖擊強(qiáng)度呈現(xiàn)下降

2、趨勢(shì)。PA6的加入，復(fù)合材料的熔體流動(dòng)速率增加，剪切粘度變小，改善了材料的加工性能，降低了復(fù)合材料對(duì)二甲苯的吸收率，并表現(xiàn)出較好的減摩性。 馬來(lái)酸酐和苯乙烯共接枝與馬來(lái)酸酐直接接枝高密度聚乙烯(HDPE)，得到了高接枝率的HDPE-g-(MAH-co-St)和低接枝率的HDPE-g-MAH。分析了不同接枝率的接枝物對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)、摩擦、阻隔性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HDPE-g-(MAH-co-St)作為相容劑的體系與HDPE-

3、g-MAH增容的體系相比，力學(xué)性能增強(qiáng)，熔體粘度高，摩擦性能更佳，同時(shí)表現(xiàn)出很好的阻隔性能。 熔融插層法制備了HDPE/PA6/OMMT納米復(fù)合材料，通過(guò)XRD、TEM、SEM和DSC研究了納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及結(jié)晶性能，并測(cè)試了其力學(xué)、阻隔、摩擦等性能?？疾炝瞬煌拷又ξ飳?duì)材料的力學(xué)、阻隔、摩擦等性能的影響。XRD、TEM和SEM測(cè)試表明，通過(guò)熔融插層法聚合物大分子鏈已經(jīng)插層進(jìn)入蒙脫土片層之間，形成了插層型納米復(fù)合材料。分析發(fā)

4、現(xiàn)當(dāng)蒙脫土含量在3phr時(shí)，以完全剝離的形態(tài)分散在分散相PA6中；當(dāng)蒙脫土含量增加至7phr時(shí)，使得兩相的結(jié)構(gòu)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，多組分的HDPE成為分散相，而PA6成為連續(xù)相。當(dāng)蒙脫土含量為3phr時(shí)表現(xiàn)出最佳的機(jī)械性能。蒙脫土含量為1phr時(shí)，復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的減摩耐磨性能。當(dāng)蒙脫土添加量為1-3phr表現(xiàn)出優(yōu)異的耐有機(jī)溶劑性能。XRD和TEM測(cè)試表明接枝物的加入阻礙了蒙脫土在PA6相中的剝離，呈現(xiàn)部分插層，部分剝離，部分堆疊結(jié)構(gòu)。接枝物

5、添加量在6phr時(shí)復(fù)合材料的機(jī)械性能最佳。蒙脫土和接枝物對(duì)提高復(fù)合材料的減摩耐磨性有協(xié)同作用。當(dāng)蒙脫土含量為3phr，接枝物含量為9phr時(shí)，復(fù)合材料的磨損量和摩擦系數(shù)分別為未加接枝物時(shí)的57.1％和62.5％。 不同鏈長(zhǎng)的插層劑處理蒙脫土，考察了不同插層劑對(duì)復(fù)合材料性能的影響，同時(shí)研究了添加接枝物后對(duì)材料性能的影響以及作用機(jī)理。XRD測(cè)試表明用十六烷基三甲基溴化銨插層蒙脫土的層間距比使用十八烷基三甲基溴化銨插層的層間距大。在復(fù)

6、合材料中，加入C16-MMT的剝離效果要優(yōu)于加入C18-MMT。而加入接枝物后，其剝離或插層效果反而減弱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示添加C16-MMT的復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)于添加C18-MMT，而繼續(xù)添加接枝物后拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都得到提高。此外發(fā)現(xiàn)添加C16-MMT和C18-MMT的復(fù)合材料的吸水率提高，而添加C16-MMT的吸水率要高于添加C18-MMT的。加入接枝物后吸水率降低。添加C16-MMT的復(fù)合材料的二甲苯滲透率最低。通過(guò)摩擦