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1、第24卷第8期高分子材料科学与工程Vol.24,No.82008年8月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGAug.2008纳米ZrO2对热喷涂尼龙1010涂层非等温结晶与熔融行为的影响12113李亚东,马亿珠,强克刚,方少明,张治军(1.郑州轻工业学院材料工程系,河南郑州450002;2.国家建筑装修材料质量监督检验中心,河南郑州450004;3.河南大学特种功能材料重点实验室,河南开封475001)摘要:利用火焰喷涂法制备了尼龙1010(PA1010)/n2ZrO2复合涂层,采用差示扫描量热法(DSC)对复合涂层的
2、非等温结晶过程、熔融行为进行了分析。结果表明,纳米ZrO2粒子的加入不仅能提高复合涂层的结晶速率和结晶温度,而且使复合涂层的熔融峰肩峰的熔融温度高于纯PA1010涂层。结论:纳米ZrO2粒子具有成核剂的作用,诱导尼龙大分子结晶,使其结晶能力及结晶的完善程度提高。关键词:火焰喷涂;尼龙1010;纳米ZrO2;非等温结晶;熔融行为中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:100027555(2008)0820120204尼龙1010具有优良的力学强度、耐磨、减1实验部分摩及良好的耐腐性能等,综合性能优良,可作为1.1复合涂层的制备涂层材料用以改善物件的表
3、面性能,实施材料采用河南大学纳米材料功能技术中心生产的维修及保护。纳米ZrO2具有抗热震性强,耐的纳米ZrO2粉末(40nm)(质量分数1.5%),将高温,化学稳定性好,以及良好的力学、电学、热其添加到尼龙1010粉末(上海赛璐珞厂,粒度学、光学等特性。将纳米ZrO2与其它材料复小于0.15mm)中,在无水乙醇中超声分散40合,可以极大地提高材料的性能参数,提高其断min后抽滤,80℃真空干燥箱中干燥24h。将裂韧性,抗弯曲强度及耐磨性能。用热喷涂方干燥后的复合粉末用CMD2PS塑料喷涂设备#法可以获得性能优异的聚合物及其复合涂进行喷涂。基体材料为45钢
4、,喷涂前砂纸打[1～5]层。材料的结晶性能与其力学性能、热性磨粗化处理,并在无水乙醇中超声清洗,预热至能、最终使用性能等密切相关。尼龙1010是结120℃左右进行喷涂。喷涂工艺参数:空气总晶聚合物,无机纳米粒子的引入将影响其结晶压力016MPa～112MPa、乙炔压力011MPa～行为,从而影响材料的最终性能。关于聚合物/012MPa,幕帘与送粉空气压力014MPa～016[6～10]纳米复合材料结晶性能的研究报道较多,MPa,喷涂距离120mm～180mm。空气自然但关于纳米微粒材料对火焰喷涂聚合物涂层结冷却,涂层厚度为0150mm～0175mm。晶性
5、能的影响研究报道还很少。本文采用火焰1.2非等温差示扫描量热法分析(DSC)喷涂法制备了PA1010/n2ZrO2复合涂层,并用在美国TA公司的Q100型差示扫描量热差示扫描量热法(DSC)考察了纳米ZrO2对其仪上研究尼龙1010及尼龙1010/n2ZrO2复合非等温结晶和熔融行为的影响,有关研究结果涂层的非等温结晶行为。测试条件:氮气保护,对于扩展纳米微粒材料在火焰喷涂聚合物涂层样品质量4mg～6mg。样品迅速升温到250材料领域的应用具有重要意义。℃,保温10min消除热历史,然后分别以不同收稿日期:2007202224;修订日期:20072062
6、12基金项目:河南省自然科学基金资助项目(0311022400),河南省教育厅科技攻关资助项目(2003530293),河南省高校杰出人才创新工程资助项目(2006KYCX007)联系人:李亚东,主要从事高分子及其复合材料性能与加工研究,E2mail:lyd8@zzuli.edu.cn第8期李亚东等:纳米ZrO2对热喷涂尼龙1010涂层非等温结晶与熔融行为的影响121的冷却速率(215℃/min,510℃/min,10℃/尼龙1010涂层的相对结晶度Xc可以用min,15℃/min,20℃/min)降至50℃,再以20式(1)计算求得0℃/min的速率升
7、至250℃,并记录整个过程的Xc=ΔHc/[(1-w)ΔHm](1)热焓变化,测定样品的非等温结晶及熔融行为。0式中:ΔHc———样品的结晶热;ΔHm———[6]PA1010完全结晶时的熔融热焓(244J/g);2结果与讨论w———n2ZrO2的质量分数。由式(1)计算出不2.1纳米ZrO2对火焰喷涂尼龙1010涂层非同冷却速率的结晶度结果见Tab.1。等温结晶行为的影响Fig.1DSCthermogramsofnon2isothermalcrystallizationforPA1010coating(A)andPA1010/n2ZrO2composit
8、ecoating(B)atvariouscoolingratesFig.1所示为
