納米二氧化硅表面引發(fā)接枝尼龍6的制備及性能研究.pdf

1、聚合物基有機/無機雜化材料作為新型的先進材料,越來越受到人們的重視。無機材料如蒙脫土、納米二氧化硅等具有很好的熱穩(wěn)定性和剛性,因此在聚合物基體中摻雜納米材料能顯著增強聚合物的熱性能和機械性能。納米二氧化硅粒子被廣泛用于填充改性聚合物以增強、增韌聚合物基體。然而,納米二氧化硅粒子表面能高,極易發(fā)生團聚,使其作為納米材料的優(yōu)點不能很好的表現(xiàn),直接填充到聚合物基體中,很難發(fā)揮其作用。故而,要制備尼龍6納米復(fù)合材料,納米粒子的均勻分散是關(guān)鍵因素

2、。因此,對納米二氧化硅粒子表面進行改性,使之較好地分散到尼龍6基體中,增強二氧化硅與尼龍6基體的相容性,具有重要意義。
　　 本文提出了一種表面接枝法來制備尼龍6納米復(fù)合材料。首先,利用納米二氧化硅表面的羥基,與一定量的2,4-甲苯二異氰酸酯的對位異氰酸根進行反應(yīng),剩余的鄰位異氰酸根再通過己內(nèi)酰胺單體進行封端,制備接枝有己內(nèi)酰胺單體的納米二氧化硅,再以此作為活化劑,采用自制的己內(nèi)酰胺鈉為引發(fā)劑,于170℃下在納米二氧化硅表面引發(fā)

3、己內(nèi)酰胺陰離子聚合,制備尼龍6/二氧化硅納米復(fù)合材料。由于?；簝?nèi)酰胺基團的存在有利于己內(nèi)酰胺陰離子的親核進攻,反應(yīng)具有較低的活化能,聚合反應(yīng)能在較短的時間內(nèi)完成。作為對比例,我們還利用2,4-甲苯二異氰酸酯作為活化劑,在類似的反應(yīng)條件下,制備了純尼龍6和尼龍6/納米SiO2共混物。
　　 作者對實驗中合成的活化劑用紅外檢測方法進行表征,用TGA測定活化劑中納米二氧化硅表面有機物接枝率,并探討了異氰酸根與納米二氧化硅表面羥基的

4、摩爾比,反應(yīng)溫度和催化劑對接枝率的影響,對活化劑的制備工藝進行了優(yōu)化。接枝聚合物終產(chǎn)品則利用DSC,TGA,SEM以及DMA手段分別表征了復(fù)合材料的結(jié)晶性能、熱性能、動態(tài)力學(xué)性能和納米粒子在尼龍6基體中的分散性能。結(jié)果表明,納米二氧化硅的加入對尼龍6的結(jié)晶有一定的影響；相對于純尼龍6和尼龍6/納米SiO2共混物,本文所制備的納米二氧化硅接枝尼龍6具有更好的耐熱性和剛性；相比于共混物,納米二氧化硅接枝尼龍6中納米無機粒子均勻地分散在尼龍6