PA6POEOMMT纳米复合材料的流变行为.pdf

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1、张彦飞，等：PA6／P0E／OMMT纳米复合材料的流变行为57PA6／POE／OMMT纳米复合材料的流变行为术张彦飞郝黎霞王标兵胡国胜(中北大学高分子与生物工程研究所，太原030051)摘要使用毛细管流变仪研究了尼龙6／乙烯一辛烯共聚物／有机改性蒙脱土(PA6／POE／OMMT)纳米复合材料的流变行为，并对lgJr一lglgr／。一lglg。一1／T曲线进行了分析。研究结果表明，PA6／POE／OMMT纳米复合材料为假塑性流体，其表观粘度随着剪切应力的增加而降低；OMMT使得PA6／POE纳米复合材料的表观粘

2、度增大；PA6／POE／OMMT纳米复合材料的粘流活化能随着剪切应力的增大而降低。关键词PA6／POE／OMMT纳米复合材料流变行为尼龙(PA)6是一种综合性能优良的工程塑料，平行双螺杆挤出机：SHJ一36型，南京诚盟机械力学性能好，具有优良的耐磨性、自润滑性、耐热性、有限公司。耐化学药品性和耐油性，但PA6存在耐强酸强碱性1．3试样制备差、吸水性高、收缩率大、低温和干态冲击强度低、熔将PA6／POE共混物与OMMT在高速搅拌器上体流动性大、注射成型时易流延、加工成型工艺复混合均匀，经挤出机挤出、造粒，然后注

3、射成型试样杂、制品尺寸稳定性差等缺点，极大地限制了它的应(以下用PNC—X表示OMMT用量占基体质量x％用。近年来为了适应工业发展的需要，通过共混的的PA6／P0E／0MMT纳米复合材料)。方法对PA6进行高性能化和高功能化改性，特别是1．4试验方法对PA6进行高抗冲共混改性、优化加工工艺等成为称取2g试样装入已恒温的机筒内，压实后恒研究热点。温10min，在恒定负荷下将PA6／POE／OMMT纳米目前对PA6／蒙脱土纳米复合材料的研究比较复合材料从毛细管中挤出，用电子记录仪自动记录多J，但对聚合物合金／蒙脱

4、土纳米复合材料的研温度和挤出速度。究还很少。与PA6／弹性体、PA6／蒙脱土复合材料1．5数据处理相比，PA6／POE／有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合剪切应力、表观剪切速率、非牛顿指数、剪切速材料既有较高的韧性又有较大的刚度。笔者采用熔率、表观粘度分别按式(1)～式(5)计算：融插层法制备了增强增韧的PA6／POE／OMMT纳米．r=ApR／2L(1)复合材料。为合理地确定PA6／POE／OMMT纳米复y=4Q／~R(2)合材料的成型工艺条件，笔者研究了其流变性能。n=d(1g)／d(1gy)(3)1实验

5、部分y=(3n+1)／4n(4)1．1原材料叼。="／'to／T(5)PA6：1013B，日本宇部株式会社；式中：7-——剪切应力，MPa；POE：Engage7340，熔体流动速率5g／min，杜邦△p——毛细管两端压力差，Pa；Dow弹性体公司；、——分别为毛细管的长度和半径，mm；PA6／POE共混物：PA6、POE的质量比为70：——表观剪切速率，s～；30，马来酸酐(MAH)、2，5．二甲基双叔丁基过氧己Q——流经毛细管的体积流量，mrll／s；烷的质量分数分别为1％、0．1％，自制；n——非牛顿指

6、数；OMMT：20=4．92。，自制。——剪切速率，s一；1．2仪器及设备叼——表观粘度，Pa·S。x射线衍射仪：D／max—RB型，日本理学电机株式会社；山西省科技攻关项目(052032)、Ih西省青年科技研究基金项毛细管流变仪：XLY—II型，毛细管直径为1．0目(2008011016)mm，长径比为40，吉林大学科教仪器厂；收稿日期：2011—03-0658工程塑料应用2011年，第39卷，第5期聚合物粘度的温度依赖性主要由其本身的结构体中，部分聚合物链段就会被“绑缚”于硅酸盐片层决定，因而用Arrhe

7、nius方程来表征其粘度与温度的上，这些被“绑缚”的聚合物链段易于与其它分子链关系：发生缠结，宏观上体现为需提高剪切应力以达到相吼=4+AE7／2．303RT(6)同的剪切速率。式中：——系数；另外，随着OMMT含量的继续增加，达到同一aE％——粘流活化能，kJ／tool；剪切速率所需的剪切应力反而减小。这可能是由于R——常数；OMMT含量增加到一定值后，一方面OMMT片层在卜温度。剪切作用下发生取向，聚合物大分子链线团沿此方以lg,／。对1／T作图，由直线斜率可得粘流活化向排列，降低了分子间的作用力；另一方

8、面复合材料能。基体分子量的大小随OMMT含量的增加而减小，分2结果与讨论子链问不易发生缠结，使得体系粘度下降，表现为所需剪切应力降低J。2．1PA6／POE及PA6／POE／OMMT纳米复合材料的流变曲线图I示出PA6／POE及PA6／POE／OMMT纳米复合材料在240~C下的流变曲线。由图1可知，lg丁与1均呈现良好的线性关系，符合公式=研。非牛顿指数n和稠度的值分别由拟合直线的斜率和截距求得，