PA6-PP-CNTs三元復合材料的制備與性能研究.pdf

1、采用多單體熔融接枝共聚技術制備得到了四種不同結構的新型相容劑PP-g-(MAH-co-St)、PP-g-(MMA-co-St)、PP-g-(GMA-co-St)、PP-g-(ITA-co-St)，其接枝率分別為1.52、1.86、2.52、2.19(wt％)；用濃硝酸、王水和己內酰胺單體對碳納米管進行表面氧化和接枝改性，得到了三種不同表面特性的改性碳納米管；利用熔融共混法制備得到了尼龍6(PA6)/聚丙烯(PP)、PA6/PP/相容劑、

2、PA6/PP/相容劑/碳納米管(CNTs)三種共混和納米復合材料。借助傅立葉紅外光譜(FTIR)、差動熱分析(DSC)、X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)以及轉矩流變和毛細管流變等現代分析測試手段研究了相容劑、碳納米管表面處理及添加對PA6/PP共混和復合材料的結晶性能、摩擦磨損性能、吸水性能、加工流變性能、熱性能、相容性等的影響規(guī)律。 研究結果表明，碳納米管的加入對PA6/CN

3、Ts復合材料中PA6具有結晶成核作用，使PA6的結晶速率和結晶溫度提高，同時可在不同程度上降低PA6的摩擦系數和磨損量，對PA6具有一定的抗磨改性作用。表面羧基(-COOH)含量不同，碳納米管對PA6摩擦磨損性能的改性效果不同：羧基含量多、碳納米管長度短，與基體PA6的界面作用力強，則有利于碳納米管在PA6基體中分散，在滑動摩擦過程中易以適當的形變形式釋放摩擦力，從而降低材料的磨損量。對PA6/CNTs復合材料的動態(tài)機械性能分析表明：C

4、NTs的加入可提高PA6的儲能模量和損耗模量，加入上述不同碳納米管的PA6/CNTs復合材料儲能模量和損耗模量大小順序為PA6/CNTs3<'＃>>PA6/CNTsl<'＃>PA6/CNTs2<'＃>>PA6。 PP-g-(MAH-co-St)、PP-g-(MMA-co-St)、PP-g-(GMA-co-St)、PP-g-(ITA-co-St)四種相容劑的結晶行為研究表明：四種不同單體組成的支鏈對相容劑中PP結晶都能起結晶成核作

5、用，在較低的過冷條件下就會產生大量晶核，使得PP結晶溫度提高，結晶峰寬AW相對于純PP變窄，同時產生部分β晶型。研究還發(fā)現，相容劑的加入可以不同程度地降低PA6/PP復合材料的吸水率。 PA6/PP/相容劑、PA6/PP/相容劑/CNTs復合材料研究表明：相容劑的加入可以使PP均勻分散在PA6基體中；酸氧化CNTs和表面己內酰胺原位接枝聚合的碳納米管YWCNTs均能夠均勻分散在相容劑增容的PA6/PP體系中；碳納米管表面處理狀況

6、對PA6與PP相的粘結強度和PA6/PP/CNTs(YWCNs)復合材料的摩擦磨損性能均有重要影響；表面含有-COOh基團的酸氧化CNTs與PA6鏈段上的-NH<,2>會發(fā)生酰胺化反應，從而使CNTs選擇性地分散在PA6相中。PA6/PP/PP-g-(ITA-co-st)復合材料中，由于ITA含有兩個-COOH，故PP-g-(ITA-co-st)易與YWCNTs表面上的-NH<,2>酰胺化反應，從而提高PP與YWCNTs的相容性，使YW