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《浙江大学》 2007年
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尼龙6原位合金的结构与性能研究

王晓春  
【摘要】: 利用尼龙6聚合单体——己内酰胺熔体的低粘度和良好溶解力,溶解不同结构的尼龙于其中并引发阴离子开环聚合,成功地制备了尼龙间原位共混物。选用的尼龙包括脂肪族尼龙66与尼龙1212,半芳香结晶的PA6co6T与MXD6,以及半芳香非晶的NSAP(Non-crystallizable Semi-aromatic Polyamide)、PA6IcoT和3Me6T。此外,将商品化的水解聚合尼龙6与部分上述尼龙经双螺杆共挤出及后续的注射成型,制备熔融机械共混物。 利用SEM、DSC、DMA、NMR、WAXD、FTIR和POM等手段详细表征并研究了两种共混物的化学结构以及聚集态结构。通过对所添加尼龙结构的选择,制备得到微观结构与宏观性能显著不同的共混物,并深入探讨了共混物形态结构与力学性能间的关系。基于不同共混体系之间的对比与分析,对两种方法制备的共混物表现出显著不同的力学性能给出了合理的解释。研究主要取得以下结果: (1)首次实验证实原位共混过程中尼龙组分间发生链交换反应,形成了共聚物,并研究确定己内酰胺阴离子开环聚合过程中的副反应为链交换反应的根源。研究成果为工业上基于内酰胺制备共聚尼龙提供了新的途径。而且,链交换反应导致尼龙间形成共聚物,能够解释所有原位共混物呈均相、只显示单一玻璃化转变、只有质量分数占多数的尼龙6链段能够结晶且结晶速度、结晶度和熔融温度均降低等现象。 (2)原位共混物的玻璃化转变温度取决于两种作用效果相反的影响因素之间的竞争,即一方面尼龙间发生链交换反应形成共聚物,导致共混体系的氢键密度和结晶度降低,引起玻璃化转变温度下降;另一方面,如果共混物第二组分尼龙的分子链上存在刚性结构,由于不能排入晶区而分布于非晶区。因刚性单元运动需要更大的自由体积,导致玻璃化转变温度提高。研究结果表明,在聚合体系中引入不同化学结构的尼龙,可以调控共混物的玻璃化转变温度升高或者降低。 (3)PA6/PA66原位与熔融共混物的机械性能随尼龙66含量的增高呈现完全相反的变化趋势,即前者的强度与模量下降而断裂伸长率显著提高;后者却强度与模量小幅提高,而断裂伸长率下降。与原位共混物不同,熔融共混物中尼龙66可以结晶,并促进了尼龙6的结晶。力学性能的差异源于共混过程中的化学结构是否变化以及热机械历史差异所导致的玻璃化转变温度、球晶尺寸、尼龙6晶型以及晶体尺寸与结晶度的不同变化。 (4)PA6/PA6co6T原位共混物的机械性能体现了较好的平衡,即在保持强度与模量不降低的情况下,断裂伸长率显著提高。熔融共混物则随PA6co6T含量的增高,强度与模量小幅提高,而断裂伸长率下降。与PA6/PA66熔融共混物不同,高熔点的PA6co6T在熔融共混体系中未结晶。原位共混物显著提高的断裂伸长率源于玻璃化转变温度小幅降低、球晶尺寸显著减小以及尼龙6保持α晶型。然而,熔融共混物却表现出玻璃化转变温度提高以及尼龙6为γ晶。 (5)与PA6/PA66以及PA6/PA6co6T原位共混体系明显不同的是,PA6/NSAP原位共混物的强度与模量比纯尼龙6显著提高。这一特性是NSAP大量刚性基团导致共混物的玻璃化转变温度明显升高造成的。此外,非线形的间苯结构引起共混物中尼龙6生成大量的γ晶,且结晶成核明显受到抑制。PA6IcoT由于分子结构与NSAP相似,也含有对苯二甲酰胺以及间苯二甲酰胺,对原位共混物的结构与性能带来类似的影响。 (6)如果第二组分尼龙仅含有线形刚性对苯二甲酰胺单元与线形的脂肪族单元,则共混物中存在显著细化的球晶。然而,若第二组分尼龙含有间苯或者带支链的脂肪族单元,则球晶显著细化现象消失。 (7)如果第二组分尼龙含有非线形的间苯结构或者带支链的脂肪族单元,则原位共混物中尼龙6易生成γ晶,可在高温下表现出更高的延展性,利于热成型加工。 (8)室温下尼龙6的α晶表现出比γ晶更高的韧性。基于两种晶型的分子间氢键构成对晶片的滑移对此现象进行了解释。 (9)鉴于原位共混物中组分间发生了链交换反应形成共聚物,第二组分尼龙赋予原位共混物微观结构与宏观性能变化的部分相关结论也适用于内酰胺水解聚合制备的共聚尼龙。此推论扩展了本论文部分研究成果的适用范围。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ317.4

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【引证文献】
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1 李敏;低温增韧尼龙6的制备与研究[D];北京服装学院;2008年
2 董玉欣;沙袋结构增韧PA6/EPDM-M/CaCO_3三元复合材料力学性能影响因素与增韧机理研究[D];浙江工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张琴,盛兆碧,傅小龙,杜荣昵,傅强;MC尼龙/蒙脱土复合材料的制备与性能[J];工程塑料应用;1999年11期
2 王新华,应特志,王文敏,李雄飞;超细冰滑粉在MC尼龙中的应用[J];工程塑料应用;2001年10期
3 郑立允,赵立新,牛兰芹;MC尼龙/纳米Al_2O_3复合材料力学性能的研究[J];工程塑料应用;2004年08期
4 李国禄,胡芸,刘金海,李玉平,陈志云;玻璃微珠改性含油铸型尼龙力学性能研究[J];工程塑料应用;2004年09期
5 余鼎声,张楠,徐日炜,王一中;阴离子开环原位聚合法制备尼龙6/蒙脱土混杂复合材料[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年04期
6 董丙祥,方宇;铸型尼龙6嵌段共聚合改性的研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年04期
7 陈瑜;黄锦河;林志勇;;高含量碳纤维对尼龙6非等温结晶与熔融行为的影响[J];福建化工;2005年06期
8 边界,叶胜荣,封麟先;PET,PBT结晶过程Avrami方程的探讨[J];高等学校化学学报;2000年09期
9 刘结平,莫志深,綦玉臣,张宏放,陈东霖;聚氧化乙烯(PEO)/聚双酚A羟基醚(PBHE)共混体系的非等温结晶动力学[J];高分子学报;1993年01期
10 陈雨萍,高建国,李革;聚对苯二甲酰对苯二胺/尼龙6复合物[J];高分子学报;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 丁会利;聚甲亚胺/尼龙6原位聚合复合材料制备、表征与性能研究[D];天津大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孔宪青,章奕定,周文瑞,张贵学;国产聚苯硫醚基本性能研究[J];工程塑料应用;1995年04期
2 张吉林;MC尼龙改性研究进展[J];工程塑料应用;1998年01期
3 戴芳,杨超,孙安垣;1999年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2000年04期
4 张怀中,郭长华,邓如生;尼龙在汽车工业中的应用[J];工程塑料应用;2001年11期
5 冯美平,吴雷;耐热性聚酰胺新品种PA9T[J];工程塑料应用;2002年02期
6 戴芳,闫恒梅,孙安垣;2001年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2002年04期
7 刘维城,邵佳敏,陈建定,夏浙安;阴离子聚合高粘度尼龙的研究进展[J];工程塑料应用;2002年04期
8 戈明亮,徐卫兵;插层法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J];工程塑料应用;2002年05期
9 孙向东,孙旭东,张慧波;MC尼龙改性研究的新进展[J];工程塑料应用;2003年02期
10 闫杰,熊党生,薛茂权;改性铸型尼龙的研究现状及发展趋势[J];工程塑料应用;2003年09期
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1 刁兆银;;聚苯醚共混改性的研究进展[A];第十二届中国覆铜板技术·市场研讨会论文集[C];2011年
2 张慧波;孙向东;;MC尼龙改性研究的新进展[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年
3 李涛;;PA9T的生产技术与应用[A];2005塑料助剂生产与应用技术信息交流会论文集[C];2005年
4 郑德煜;柯扬船;刘维康;;PET高阻隔材料的制备及表征[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
5 林美群;马少健;;偶联剂在非金属矿物改性中的应用[A];第十三届全国粉体工程及矿产资源高效开发利用研讨会论文专辑[C];2007年
6 邓俊杰;李佳丽;徐康茗;吴宏;郭少云;;聚苯醚无卤阻燃电线电缆专用料的性能研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
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1 蔡艳华;酰胺类新型成核剂的制备及聚乳酸的结晶性能研究[D];上海大学;2011年
2 施庆锋;基于聚乳酸的生物可降解复合材料的制备和研究[D];华东理工大学;2011年
3 杨韶辉;含萘环和长亚甲基链半芳香尼龙的合成与表征[D];郑州大学;2010年
4 张军;高分子量PET合成与SSP工艺优化研究[D];浙江大学;2011年
5 陈小随;蒙脱土、纤维增强阻燃聚丙烯复合材料的结构与性能研究[D];北京化工大学;2011年
6 丁会利;聚甲亚胺/尼龙6原位聚合复合材料制备、表征与性能研究[D];天津大学;2003年
7 徐锦龙;聚对苯二甲酸乙二醇酯/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构及性能[D];浙江大学;2002年
8 郑玉婴;Kevlar纤维增强尼龙6复合材料界面层的设计及其结构性能研究[D];福州大学;2005年
9 刘秀梅;纳米—亚微米级复合材料性能及土壤植物营养效应[D];中国农业科学院;2005年
10 孙向东;MC尼龙的合成、改性研究[D];东北大学;2006年
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1 刘亮;已内酰胺水解聚合的模拟研究[D];郑州大学;2010年
2 赖登旺;有机高岭土/PA6纳米复合材料的制备及其性能研究[D];湖南工业大学;2010年
3 张海玲;长亚甲基链共聚单体对PBT结晶和熔融行为影响的研究[D];华东理工大学;2011年
4 刘颖;羊毛、粘胶和棉玻璃化转变的测试及染整应用[D];东华大学;2011年
5 李敏立;原位聚合植物纤维改性尼龙6结构与性能研究[D];湖北工业大学;2011年
6 王倩;纤蛇纹石表面改性及对铜离子吸附性能的研究[D];中南大学;2011年
7 谢玲;聚酰亚胺基纳米复合材料的制备及其性能研究[D];中南大学;2011年
8 高芬;高吸热PET纳米复合材料的制备及性能研究[D];齐齐哈尔大学;2011年
9 邱碧薇;高聚物变速降温结晶动力学的实验研究与数值模拟[D];郑州大学;2011年
10 杨亚楠;PA66/12I、PA66/12T、PA66/12N共聚尼龙的合成及阻隔性研究[D];郑州大学;2011年
【同被引文献】
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1 欧玉春;尼龙基复合材料的增韧和增强[J];工程塑料应用;1993年02期
2 刘民英,赵清香,王玉东,张成贵,李相魁;石油发酵尼龙1212的合成、性能及应用[J];工程塑料应用;2002年09期
3 王万杰,赵清香,王玉东,刘民英,李相魁;国内外尼龙增韧研究进展[J];工程塑料应用;2002年11期
4 李海东,王宇明,白福臣,刘秀奇;GMA熔融接枝SBS及其对PA6增容研究[J];工程塑料应用;2005年02期
5 董丙祥,方宇;铸型尼龙6嵌段共聚合改性的研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年04期
6 朱晓光,漆宗能;聚合物增韧研究进展[J];材料研究学报;1997年06期
7 王文一,王国全,陈建峰,曾晓飞;纳米CaCO_3/EPR/PP复合材料性能与结构研究[J];复合材料学报;2004年04期
8 樊世民,杨玉芬,盖国胜,付绍云,张以河,苗赫濯;矿物颗粒表面纳米化修饰及其在PP复合材料中的应用[J];复合材料学报;2005年01期
9 解廷秀;刘宏治;欧玉春;杨桂生;;界面作用对HDPE/POEg/CaCO_3三元复合材料韧性的影响[J];高分子学报;2006年01期
10 周丽玲,吴其晔,杨文君,刘士龙,张漫;刚性有机粒子对聚氯乙烯/氯化聚乙烯共混体系形态和增韧机理的研究[J];高分子学报;1996年01期
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1 敬波;聚酰胺6和聚碳酸酯及其与K树脂共混体系拉伸力学行为的研究[D];湘潭大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王勇杰;沙袋结构增韧PA6/EPDM-M/nano-CaCO_3三元复合材料的形态演变与增韧机理研究[D];浙江工业大学;2011年
2 高小铃;聚甲醛/弹性体/无机填料共混复合材料的形态、结构与性能研究[D];四川大学;2003年
3 史学涛;弹性体包覆无机刚性粒子增韧聚丙烯研究[D];西北工业大学;2007年
4 刘娜;注塑工艺参数对尼龙6/蒙脱土纳米复合材料熔接线拉伸性能影响的研究[D];郑州大学;2007年
5 王炜;原位增容尼龙6/POE共混物的制备与表征[D];中北大学;2009年
6 王晓东;PA6/EPDM/nano-CaCO_3三元复合材料中沙袋结构的构建及其增韧机理的研究[D];浙江工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨淑丽;增韧增强改性尼龙的研究及应用[J];工程塑料应用;1991年04期
2 张玉龙,陈秋明,刘寿华,张振英;1990~1991年国外工程塑料进展[J];工程塑料应用;1992年02期
3 王有槐;聚酰胺工程塑料的发展[J];工程塑料应用;1993年02期
4 曲建俊,罗云霞,张云志,崔龙奎,高文钧,杨春风;含油MC尼龙的摩擦磨损特性及应用[J];工程塑料应用;1994年03期
5 陈金周,李相魁;偶联剂对玻纤增强PF尼龙界面和性能的影响[J];工程塑料应用;1994年05期
6 王新华,张清,应特志,韩冬林;六甲基磷酰三胺增韧改性MC尼龙[J];工程塑料应用;1996年03期
7 李根臣,郑志才,李荣云;改性MC尼龙在摩擦轮上的应用[J];工程塑料应用;1997年06期
8 张吉林;MC尼龙改性研究进展[J];工程塑料应用;1998年01期
9 刘学禄,傅世昭,王青思;改性MC尼龙管道的制备与应用[J];工程塑料应用;1998年05期
10 肖泳;聚合物/粘土纳米复合材料最新进展[J];工程塑料应用;1998年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 屈玲;分子筛/聚合物纳米复合材料的制备、纳米相结构及性能的探索性研究[D];太原理工大学;2003年
2 张胜文;聚甲亚胺端基对聚甲亚胺/尼龙-6分子复合材料阻聚及力学性能影响的研究[D];河北工业大学;2004年
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2 唐宁,李小宁,于鹏;己内酰胺阴离子聚合产物的纺丝性能[J];北京服装学院学报(自然科学版);2004年02期
3 张伟刚,徐君,周师庸,成会明;己内酰胺阴离子聚合及结晶过程[J];沈阳化工学院学报;1996年01期
4 张世杰;;阴离子聚合反应挤出PA6的研究进展[J];茂名学院学报;2010年03期
5 陈红萍;吴雄;徐鹏;王海琼;叶正涛;;氯化锂对尼龙6结构与性能影响的研究[J];胶体与聚合物;2007年01期
6 顾茜;;后金融危机时代的己内酰胺和尼龙6市场分析[J];河南化工;2010年15期
7 赵洪凯;钱春香;;阴离子原位聚合尼龙6/ABS合金的研究[J];高分子材料科学与工程;2008年01期
8 陈筱君,丁华;高效液相色谱法测定尼龙6树脂中的己内酰胺残留单体[J];中国卫生检验杂志;1997年05期
9 卢红,史德军,靳楠,郑安呐,胡福增,王书忠;原位聚合玻纤-尼龙6热塑性复合材料的研究[J];功能高分子学报;2005年03期
10 聂景辉,戚嵘嵘,高培冬,周持兴,茅大联,张边;PBT和PA6共混体系的力学性能和相形态研究[J];高分子材料科学与工程;2005年05期
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1 刘耀驰;胥伟;熊远钦;徐伟箭;;刚性聚合物接枝尼龙6的合成与性能[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
2 邵佳敏;王彦华;韦庆松;;纤维状纳米粘土/己内酰胺制备高粘度尼龙6树脂的研究开发[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
3 胡红旗;安鹏;刘建桥;;聚丙烯/聚丁烯-1共混物结构与性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
4 孙加明;王强;姚臻;曹堃;;PBS和PA6IcoT反应共混物的结构与性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 廖功雄;蹇锡高;王锦艳;;PPES/PEEK共混物及其复合材料的性能[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
6 张洁;吴德峰;;基于双连续相共混物的乙烯-醋酸乙烯共聚物多孔材料的制备[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
7 朱利平;俞景珍;徐又一;魏秀珍;朱宝库;;超支化聚酯低压纳滤膜的制备与表征[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
8 吉亚丽;马敬红;梁伯润;;原位聚合/原位增容制备PPO/PA6共混物的动力学研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
9 石学博;刘益片;容敏智;阮文红;章明秋;;纳米SiO_2改性聚四氟乙烯的结构与性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第18分会场摘要集[C];2012年
10 郭岳;白时兵;王琪;;旋转挤出加工对PE管结构和性能的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
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1 岳琪;己内酰胺:国内发展虽快 进口还会增长[N];中国化工报;2005年
2 彭展;己内酰胺:俏不争春只把春报[N];中国石化报;2003年
3 辛华;亚洲己内酰胺市场货紧价扬[N];国际商报;2003年
4 高枫;己内酰胺:发展虽快缺口仍大[N];中国化工报;2004年
5 通讯员 彭展;己内酰胺成套新技术国际领先[N];湖南日报;2008年
6 彭展 李游宇 钟雅莉;巴陵石化优质己内酰胺替代进口受欢迎[N];中国包装报;2008年
7 中国化纤经济信息网 孙红芬;己内酰胺:市场并不悲观[N];中国纺织报;2009年
8 石景文;地震引发尼龙厂商抢购己内酰胺[N];中国化工报;2011年
9 唐绍红;亚洲引领全球己内酰胺市场增长[N];中国石化报;2008年
10 易继哲;己内酰胺价格一路上行利好[N];中国石化报;2004年
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1 王晓春;尼龙6原位合金的结构与性能研究[D];浙江大学;2007年
2 郑玉婴;Kevlar纤维增强尼龙6复合材料界面层的设计及其结构性能研究[D];福州大学;2005年
3 刘耀驰;刚性大分子活化剂阴离子接枝PA6的制备与性能[D];湖南大学;2008年
4 陆昶;聚合物共混物融合缝结构与性能及超声振动下融合缝形态演变及其机理的研究[D];四川大学;2005年
5 吉亚丽;聚合物纳米共混物的制备、相形态控制及结晶行为的研究[D];东华大学;2006年
6 鲁建民;星形MVBR/杂臂ISBR设计合成及醇锂缔合模板法制备多级孔状聚苯乙烯研究[D];北京化工大学;2008年
7 梁淑君;功能性低聚物的设计合成及其在聚丙烯/尼龙6共混体系中的应用[D];北京化工大学;2006年
8 冯威;聚苯醚合金的超韧化机理及其亚微相态与群子参数关系的研究[D];北京化工大学;1997年
9 李忠明;GEP/PO共混物的原位成纤及其形态、结构与性能[D];四川大学;2003年
10 孙莉;PA6/PP/CNTs三元复合材料的制备与性能研究[D];浙江工业大学;2007年
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1 王银珍;聚氯乙烯/尼龙6共混物的研究[D];武汉理工大学;2003年
2 王正胜;氮官能化星形集成橡胶SIBR共聚物的研究[D];大连理工大学;2006年
3 杨剑;氟橡胶的改性、结构与性能研究[D];武汉理工大学;2006年
4 于俊杰;风电用阴离子聚合己内酰胺合成与表征[D];武汉理工大学;2010年
5 李柳斌;聚氯乙烯的熔融共混改性研究[D];武汉理工大学;2008年
6 唐斌;SEBS-g-MA对PS/PA6共混物结构与性能影响的研究[D];北京化工大学;2008年
7 王继领;PSU、PES/PA6原位共混体系及其摩擦磨损性能研究[D];华侨大学;2008年
8 孟令明;酞侧基聚芳醚砜/尼龙6原位复合材料结构与晶型转变的研究[D];华侨大学;2007年
9 蔡力锋;纳米二氧化硅/MC尼龙6原位复合材料的制备及其结构与性能研究[D];华侨大学;2004年
10 盛平厚;关于PET/PEN熔融共混物的酯交换反应、结构与性能的研究[D];北京化工大学;2001年
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