聚醚砜/MC尼龙6原位聚合复合材料结构与性能研究

【摘要】：原位聚合法是制备聚合物/聚合物复合材料的一种新方法,它可使刚性链高分子与基体同时在原位生成,使初生态的两种聚合物均匀混合在一起,尽量消除刚性链高分子和挠曲性高分子相分离倾向,达到较高的分散水平,且工艺较为简单,克服了一般熔融共混法、溶液共混共沉淀法本身存在的缺陷。目前采用阴离子原位聚合法制备聚醚砜/MC尼龙6复合材料还鲜见报道。本文在PES能完全溶解于己内酰胺熔体的特点上,采用催化剂(NaOH)、活化剂(2,4-TDI),通过阴离子聚合法原位制备了PES/MC尼龙6复合材料。研究了PES与己内酰胺、己内酰胺钠、基体MC尼龙6的相互作用,表征了PES在基体MC尼龙6中的分散状态,借助DSC、WAXD、FT-IR等方法系统探讨了复合材料的结晶、熔融行为及晶型结构,研究了复合材料的热性能、力学性能和破坏形态,阐明了PES对原位聚合复合材料结构与性能的影响。主要结果如下: 1.PES与己内酰胺、己内酰胺钠、MC尼龙6之间均存在氢键作用:PES与己内酰胺钠的氢键作用大于PES与己内酰胺的氢键作用。扫描电子显微镜结果表明,PES均匀分散在基体MC尼龙6中。随着PES含量的增加,PES与MC尼龙6相互作用的点增多,两者间总的相互作用力提高,但同时也团聚增强,相区变大。 2.非等温结晶结果表明:PES与MC尼龙6之间的氢键作用使PES阻碍了复合材料中MC尼龙6的结晶;复合材料相应的多重熔融行为,对应于不同晶型晶体及完善程度不同的晶体的熔融,与再结晶和再组合有关。 3.MC尼龙6及其PES原位聚合复合材料均呈现尼龙6典型的α晶型为主的衍射峰,从熔体用液氮淬冷后样品均呈现典型的γ晶型衍射峰。淬冷样品在200℃退火2h后,呈现α晶型和γ晶型共存的现象,PES与MC尼龙6之间的氢键作用阻碍了复合材料中γ晶型向α晶型的转变。淬冷样品在210℃退火2h后,γ晶型全部转变为α晶型,退火温度的提高有利于复合材料中MC尼龙6γ晶型向α晶型的转变。