尼龙6+11蒙脱土纳米复合材料的制备、表征与性能研究

《尼龙6+11蒙脱土纳米复合材料的制备、表征与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要聚合物／蒙脱土纳米复合材料综合了高分子材料与无机材料的优点，但又不仅仅是二者性能的简单相加，表现出更优异的力学性能、热性能、阻隔性能和阻燃性能，同时又可以降低材料的成本。经过20年的发展，尼龙／蒙脱土纳米复合材料已取得了长足的进步，但也有明显的不足。首先是所研究的尼龙品种比较狭窄，如尼龙6／粘土研究已很深入，而其它品种的尼龙基复合体系研究却很少；其次是研究的内容基本是材料制备及性能测试，比较单一。尼龙11性能出众，但价格昂贵，并且单一组份的尼龙11已越来越不能满足人们对高性能材料的要求。针对以上问题，我们以11．氨基十一酸、尼龙6预聚物和经11-氨基十一酸处理过的蒙脱土为原料，采用

2、原位聚合的方法制备了奇偶尼龙611／蒙脱土纳米复合材料；除了对其结构、机械性能和阻隔性能等进行了研究外，还对其流变性能、熔融行为和结晶过程进行了研究。主要研究如下：1．以11．氨基十一酸、己内酰胺和处理过的蒙脱土为主要原料制备了尼龙611／蒙脱土纳米复合材料在水存在的条件下，采用本体熔融聚合法制备出尼龙6预聚物，再将尼龙6预聚物与11．氨基十一酸、有机改性蒙脱土按比例混合，采用原位聚合的方法制备了尼龙61I／蒙脱土纳米复合材料。用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对尼龙611及尼龙611／蒙脱土纳米复合材料进行表征：使用广角X射线衍射仪(WAXD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征；

3、使用差示扫描量热分析(DSC)和热失重(TG)对复合材料的热性能进行了研究；测定了纳米复合材料的力学性能和吸水率、吸油值。发现原位聚合的方法适合于制备尼龙611／蒙脱土纳米复合材料，且复合材料的力学性能及热稳定性均有所提高，而吸水率和吸油值则随着蒙脱土含量的升高而降低，较之尼龙611分别降低了2倍和2．5倍。2．尼龙6II／蒙脱土纳米复合材料的流变性能研究研究表明尼龙61l及其复合材料均为假塑性流体，表现为切力变稀现象，且非牛顿指数随蒙脱土含量的增高而减小；当剪切速率恒定时，剪切应力随着蒙脱土含量的增高而减小，但当含量达到一定的值后又增加；尼龙61l及其复合材料的粘流活化能随剪切应力的

4、增大而降低，说明在恒定剪切应力下其可在较宽的温度范围内加工、成型。3．探讨了尼龙61l，蒙脱土纳米复合材料的熔融行为和结晶动力学过程蒙脱土在复合材料中起到了异相成核的作用，同时发现蒙脱土的加入未改变尼龙基体的晶型，这与文献中报道的尼龙6／蒙脱土纳米复合材料的结论不同，并对其熔融行为进行研究。采用经典结晶动力学方程对尼龙611及其复合材料的结晶动力学进行了研究。结果表明：Awami方程能很好的描述尼龙6II及其复合材料的等温结晶动力学过程，而经过Jeziomy修正过的Avrami方程及Mo法则能很好地描述非等温结晶动力学。在实验的基础上，拟合得到了结晶动力学参数。同时还利用Hoffman

5、-Weeks公式和Hoffmann-Lauritzen理论求得了复合材料的平衡熔点和非等温过程中的结晶活化能。关键词：纳米复合材料，蒙脱土，尼龙611，流变行为，结晶行为Preparation，characterizationandPropertiesofNylon611／MontmorilloniteNanocompositesABSTRACTPolymer／montmorillonite(MMT)nanocompositesusuallycombinetheadvantagesofthepolymermaterialsandtheinorganicmaterials．Butitis

6、notmerelythesimpleadduetsoftheirproperties．Thenanocompositesexhibitedmoreexcellentmechanicalproperties，thermalproperties，improvedbarrierproperties，superiorflame—retardancyandreducedcost．Inspiteofgreatprogressofnyion／IviMTnanocompositeshasbeenmadeinthepast20years，therearestillsomedeficienciestoov

7、ercome．Firstofall，onlyfewkindsofnylonwereadoptedinthenylon／MMTnanocomposffes．Thatis，manydetmledinvestigationshavebeenfocusedonthenylon6／clayhybrids，whilerathersparsekindofnylon-basednanocompositeswerereported·Secondly,theres