PA66TLCPHNTs纳米管复合材料的制备与性能.pdf

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1、16工程塑料应用2010年，第38卷，第l1期PA66／TLCP／HNTs纳米管复合材料的制备与性能甘典松宁平冉进成俞飞王维(华南理工大学材料科学与工程学院，广州510640)摘要采用熔融共混方法制备了尼龙(PA)66／热致液晶聚合物(TLCP)／埃洛石纳米管(HNTs)复合材料，研究了其热性能、微观形态及力学性能。结果表明，当TICP的质量分数为4％、HNTs的质量分数为15％时，复合材料的综合性能最佳。其拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度及弯曲弹性模量相比纯PA66分别提高了30．4％、76．9％、34．4％、91．7％。熔体的加工流动性得到改善，PA6

2、6／TLcP／HNTs复合材料的吸水性能明显降低。少量的TLCP有利于提高PA66／TLCP复合材料的结晶性能和熔融温度；HNTs的加入能提高复合材料的结晶温度，与基体有较好的界面结合；TLCP及HNTs能在基体中均匀地分散，TLCP在PA66／3LCP／HNTs复合材料中形成微纤结构，且沿纤维轴方向取向。关键词尼龙66热致性液晶聚合物埃洛石纳米管原位复合材料尼龙(PA)66具有优异的综合性能，在汽车制公司；造业、电子工业、航空工业等许多领域有着广泛的应单螺杆注塑机：JPH50型，广东泓利机器有限公用。但由于其具有强极性的特点，吸水率高、尺寸稳司：定性和电

3、性能差。由于PA66在干态和低温下具有熔体流动速率(MFR)仪：CEST型，意大利西斯脆性大、冲击强度差的缺点，导致其使用寿命缩短，特科学仪器公司；这些缺陷极大地限制了它的应用。近年来，关于拉伸试验机：ZwickZ010型，德国Zwick／RoellPA66／热致性液晶(TLCP)原位复合材料的研究已公司；有很多报道。实验证明，TLCP的加入能大幅度提高弯曲试验机：ZwickZ010型，德国Zwick／Roell复合材料的力学性能，但其价格昂贵成为实现TLCP公司：增强PA66工业化的主要瓶颈，在降低TLCP含量的冲击试验机：Zwick5113型，德国Zw

4、ick／Roell公同时获得高性能复合材料成为目前研究的重点。司；埃洛石(HNTs)是一种天然的多壁纳米管状材差示扫描量热仪(DSC)：DSC204F1型，德国料，由硅氧四面体和铝氧八面体组成，属高岭石类。Netzsch公司；目前HNTs已作为一种新型的聚合物增强材料得到扫描电子显微镜(SEM)：JSM一6380型，日本研究¨。其外壁含有一定的羟基，具有极性，故能电子株式会社。与极性PA66相互作用形成氢键，而且HNTs之间相1．3试样制备互作用力不强，易于分散。笔者在PA66／TLCP原位PA66和TLCP在1】0℃下真空干燥12h，HNTs复合材料体系

5、的基础上引入HNTs，期望通过HNTs在100％下真空干燥10h。按表1配比将PA66、TL-纳米管，提高PA66／TLCP／HNTs复合材料的综合性CP、HNTs混合均匀，然后共混挤出，切粒。将粒料能，降低成本，加速实现TLCP增强PA66工业化的在110oC真空烘箱中干燥8h，然后注射成标准试步伐。样。挤出机温度依次为190、275、285、290、290、1实验部分285、280、280、280、280~C。注射温度依次为220、i．1原材料275、285、290、280℃。表1PA66／TLCP配比份PA66：A3401，德国巴斯夫公司；试佯PA6

6、6TLCP试样PA66TLCPTLCP：VectraA一950，日本宝理塑料公司；1looO4937HNTs：100m，使用前于1o0cjC下真空干燥1O299I59010h，自制。3964685151．2主要仪器、设备双螺杆挤出机：Haake型，德国ThermoScientific收稿日期：2010—08—30甘典松，等：PA66／TLCP／HNTs纳米管复合材料的制备与性能l71．4测试与表征线。从图1可以看出，TLCP的加入对复合材料的冲击性能按GB／T1843—1996测试；具有一定的影响，复合材料的随TLCP含量拉伸性能按GB／T1040—200

7、6测试；的增加稍有下降。图2为PA66／TLCP复合材料的弯曲性能按GB／T9341—2000测试；DSC降温曲线。从图2可以看出，TLCP的加入，能DSC测试：在N，保护下，以10cIC／min的升温速提高PA66／TLCP复合材料的结晶峰温度(Tc)；从峰率从0CI=加热到300~C，恒温3min，消除热历史。然形上看，降温曲线只出现一个结晶峰，说明PA66与后以10~C／min的降温速率从280~C降到20℃，记录TLCP同时同步掺入结晶过程，形成共晶。降温曲线，N流量为20mL／min。DSC法测定复合材料的结晶度c计算方法如式(1)。AHX==×

8、100％(1)△月l二式中：△——实验测得并经换算的PA66的熔融