POE多单体熔融接枝改性及其在PA6增韧增强改性中的应用研究

【摘要】： 本文以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)或甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和苯乙烯(St)为接枝单体,采用多单体熔融接枝技术,在哈克(Haake)转矩流变仪中制备了乙烯-丁烯共聚物(POE)接枝物,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和熔体流动速率测定仪考察各种因素(单体用量、过氧化二异丙苯(DCP)用量、反应温度、反应时间、转子转速)对接枝率和熔体流动速率的影响,结果表明,POE/GMA/DCP =50/2.5/0.1,反应温度160℃,反应时间8min,转子转速30r/min时, POE-g-GMA的接枝率为0.49% ;当St/GMA=1/1 (摩尔比)时,POE-g-(GMA-co-St)的接枝率为0.90% ,熔体流动速率为0.46g/10min。POE/HEMA/DCP=50/3.0/0.3,反应温度150℃,反应时间10min,转子转速60r/min时,POE-g-HEMA的接枝率为0.40%;当St/HEMA=1/1(摩尔比)时,POE-g-(HEMA-co-St)的接枝率为0.73%,熔体流动速率为0.35g/10min。 在双螺杆挤出机中制备了尼龙6(PA6)/POE接枝物(不同种类、接枝率大小)共混物,对其力学性能、缺口冲击断面形貌、弹性体分散情况及粒径大小进行研究,结果表明,共混弹性体(POE/POE多单体接枝物)对PA6的增韧效果相对较好,同时能较好的维持体系的拉伸强度和弯曲强度。当PA6/POE-g-(GMA-co-St)/POE =80/14/6,PA6/POE-g-(HEMA-co-St)/POE=80/12/8时,其缺口冲击强度分别为23.0 kJ/cm2和20.2 kJ/cm2,均比单一POE或POE接枝物增韧PA6的效果好;其冲击断面粗糙且有一定层次感,两相界面更加模糊,POE分散更加均匀,粒径细化到1μm左右,且与基体形成部分互穿网络结构,呈典型的韧性断裂。 通过差示扫描量热仪(DSC)分析增韧PA6共混物的熔融/结晶行为发现:弹性体有利于PA6成核,但不利于晶体生长。从结晶度大小来看,PA6 PA6/POE接枝物共混体系 PA6/POE共混体系PA6 /POE接枝物/POE共混体系。 在增韧PA6的基础上,双螺杆挤出机中制备了PA6/共混弹性体/短切玻璃纤维(SGF)复合材料,考察不同接枝物及SGF用量对其力学性能、耐热性(维卡软化温度)、流变行为和微观结构的影响,结果表明,SGF用量为聚合物总量的40份时,POE-g-(GMA-co-St)体系复合材料综合性能较好,常温缺口冲击强度为18.9kJ/cm2,拉伸强度为99.2MPa,弯曲强度为128.1MPa,维卡软化温度217℃;其熔体在245℃下的流动性较好,且剪切敏感性较强;其缺口冲击断面凹凸层次清晰,SGF在PA6中取向程度高、分散均匀,且与POE多单体接枝物反应生成沉积物,复合材料断面呈韧性断裂。

【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB332