收藏本站
收藏 | 论文排版

原位聚合表面修饰纳米SiO_2/尼龙6杂化材料的制备与性能研究

陈方飞  
【摘要】:选用带有不同表面官能团的纳米SiO_2,利用原位聚合的方法制备了几种性能优良的纳米SiO_2/尼龙6(PA6)杂化材料,分析了其机械性能、热性能和熔融结晶行为;考察了纳米SiO_2表面修饰基团的种类和组成以及纳米SiO_2的加入方式对杂化材料性能的影响,发现不同表面修饰纳米SiO_2与PA6基体间形成不同界面结构,从而造成杂化材料性能出现明显差异。主要研究内容和结果如下: 1、在聚合反应初期加入纳米SiO_2,表面含饱和有机碳链的纳米SiO_2(DNS-2和DNS-3)和表面含氨基官能团的纳米SiO_2(RNS-A)均能在PA6基体中良好分散,且均能在纳米SiO_2较低添加量的情况下(≤1wt%)有效地改善PA6的综合性能。TGA和FT-IR等分析表明,DNS-2和DNS-3与PA6基体之间以氢键和物理方式结合,而RNS-A与基体PA6之间以氢键和化学键方式结合,并且RNS-A粒子和尼龙分子链在杂化材料体系中形成局部三维网络结构。 2、DNS-2、DNS-3和RNS-A都能够增强增韧PA6,但三者的增强增韧效果有所不同。RNS-A能显著提高PA6的缺口冲击强度和拉伸强度,这是由于其在杂化体系中形成三维网络结构所致;当其含量为0.5wt%时,杂化材料的缺口冲击强度和拉伸强度达到最大,分别比纯PA6的提高45.7%和18.2%。DNS-3能够大幅度地提高PA6的拉伸强度;当其含量分别为0.2wt%和1.0wt%时,杂化材料的缺口冲击强度和拉伸强度达到最大,分别比纯PA6的提高12.5%和34.5%。DNS-2能在不影响PA6缺口冲击强度的前提下适度提高其拉伸强度;当其含量为0.4wt%时,杂化材料的缺口冲击强度和拉伸强度达到最大,分别比纯PA6的提高9.8%和20.7%。 3、DNS-2和DNS-3型纳米SiO_2对PA6的热稳定性影响不大,而RNS-A由于能够和PA6分子链在体系中形成三维网络结构,从而显著限制了PA6分子链的运动,并且大量界面化学键的破坏需要消耗更多的能量,从而有利于材料热稳定性的提高。RNS-A含量为1.5wt%的杂化材料的热分解温度比纯PA6的高10℃。 4、DNS-2、DNS-3和RNS-A的加入对杂化材料的熔融峰温影响不大,但都使杂化材料的熔融曲线上出现低温熔融小肩峰;与此同时,DNS-2、DNS-3和RNS-A的加入均能起到异相成核剂的作用,有利于提高PA6的结晶速率、结晶峰温和结晶度。但RNS-A与PA6基体的强界面作用使得PA6分子链的运动受到明显限制,对应杂化材料的结晶峰温和结晶度呈现先增后降的趋势。 5、在聚合反应初期加入纳米SiO_2,通过调节纳米SiO_2表面饱和有机碳链与氨基官能团的比例发现,随着纳米SiO_2表面氨基数量的减少,杂化材料中纳米粒子表面接枝的尼龙量也逐渐减少。其原因可能在于,随着纳米SiO_2表面氨基数量的减少,参与尼龙聚合反应的氨基数量也相应减少。另外,随着纳米SiO_2表面氨基数量的减少,对应杂化材料的力学性能逐渐下降,杂化材料的熔融峰温、结晶峰温和结晶速率均呈现出下降的趋势。 6、在聚合反应不同时期加入RNS-A,对比RNS-A与PA6基体的界面作用及其对杂化材料的力学性能、熔融结晶行为的影响,发现RNS-A加入时间推迟后,纳米粒子表面接枝的尼龙量增多。其原因可能在于,在聚合反应后期尼龙分子链充分增长,与RNS-A接枝的尼龙链长度增加。与此同时,较长的尼龙分子链有利于扩大杂化体系中三维网络结构的网格,从而造成杂化材料性能的差异。当聚合反应进行4 h后再加入RNS-A时,对PA6力学性能的改善效果最佳;纳米粒子添加量为0.5wt%时杂化材料的缺口冲击强度和拉伸强度同时达到最大,分别比纯PA6的提高113.4%和48.2%。随着RNS-A加入时间的推后,杂化材料的熔融峰温变化不大,熔融小肩峰消失,结晶峰温降低,结晶速率变小,但结晶度与纯PA6的相当或者较高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王杰;宋丽贤;卢忠远;芦艾;宋英泽;;纳米SiO_2的溶胶-凝胶法制备及其最佳工艺条件[J];西南科技大学学报;2011年02期
2 张增平;梁国正;顾嫒娟;;笼型倍半硅氧烷(POSS)/环氧树脂有机无机杂化材料的热性能[J];高分子材料科学与工程;2011年06期
3 常海波;马聪鹤;李小红;张普玉;张治军;;可反应性纳米SiO_2/聚己内酯杂化材料的制备和结晶性能研究[J];河南大学学报(自然科学版);2011年05期
4 刘燕;贾明君;王静;袁晓玲;张文祥;;有机酸碱功能化介孔材料的合成与催化应用[J];石油化工;2010年10期
5 魏浩桐;杨柏;;聚合物与纳米晶的杂化及性能优化[J];高分子学报;2011年09期
6 徐龙彬;傅雅琴;倪庆清;;芳纶纤维/SMPU-SiO_2复合材料的界面性能研究[J];高分子学报;2011年10期
7 麦东东;王炼石;史博;;PBA/SiO_2杂化材料硫化胶的制备与表征[J];广东石油化工学院学报;2011年04期
8 张军丽;李瑞玲;潘庆才;;DNS改性壳聚糖对重金属镍离子的吸附研究[J];非金属矿;2011年04期
9 黄敏;黄佐华;林晓丹;曾幸荣;李巧龙;刘志猛;刘煜平;;溶胶-凝胶法制备高折射GPTMS/TiO_2-ZrO_2材料[J];电子与封装;2011年08期
10 付晓微;倪哲明;王巧巧;刘晓明;林文权;郑立;;反相气相色谱法表征表面活性剂与硅烷偶联剂复合改性水滑石的表面性质[J];功能材料;2011年S4期
11 苏江勋;刘欢;郭莹;蔡华轮;许凯;陈鸣才;;环氧基POSS/PAMAM杂合材料的制备及其性能[J];精细化工;2011年08期
12 杨靖;侯海云;;溶胶-凝胶法载银SiO_2杂化材料的红外光谱和热分析[J];高等学校化学学报;2011年07期
13 多树旺;宋密密;刘庭芝;罗英;李美栓;周延春;;有机硅/二氧化硅杂化涂层抗原子氧侵蚀性能研究[J];稀有金属材料与工程;2011年S1期
14 麦东东;王炼石;史博;;PBA/SiO_2杂化弹性体材料的性能及表征[J];广东化工;2011年06期
15 ;纳米植物炭黑[J];新型炭材料;2011年03期
16 ;纳米植物炭黑[J];新型炭材料;2011年04期
17 王勇涛;王伟伟;张学艳;张瑾;柳清菊;;SiO_2含量对PI/SiO_2杂化薄膜性能的影响[J];功能材料;2011年08期
18 隋岩峰;李伯刚;李子燕;解田;杨丽萍;;复分解法制备纳米羟基磷灰石的实验研究[J];硫磷设计与粉体工程;2011年04期
19 徐洪耀;严正权;张超;苏新艳;光善仪;;多面体笼型倍半硅氧烷纳米杂化低介电材料的研究[J];高等学校化学学报;2011年09期
20 邓玉明;毛勇;;纳米TiO_2抗菌剂的改性及在抗菌塑料中的应用研究[J];塑料制造;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑燕玉;胡炳环;林金火;;水性生漆/SiO_2杂化材料的制备与性能[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
2 杨靖;陈杰瑢;;金属银负载型甲基化改性SiO_2杂化材料的制备及热稳定性[A];中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要[C];2010年
3 侯腾腾;张呈波;张培培;赵优良;;纳米SiO_2接枝V型聚合物杂化材料的合成及性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
4 田惠文;李伟华;侯保荣;;纳米SiO_2改性环氧涂层电化学阻抗谱研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
5 陈建峰;;新型多孔纳米空心SiO_2的合成及其药物/农药控释应用研究[A];中国颗粒学会超微颗粒专业委员会第五届年会暨海峡两岸纳米颗粒学术研讨会论文集[C];2007年
6 樊武厚;张廷有;但卫华;李正军;;纳米SiO_2/丙烯酸树脂复合乳液的耐刮伤性研究进展[A];2010年全国皮革化学品会议论文集[C];2010年
7 李伟华;田惠文;侯保荣;;纳米SiO_2的分散稳定性能研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
8 聂兰舰;王玉芬;徐驰;宋学富;向在奎;;火焰水解法合成纳米SiO_2颗粒的生长过程与表征[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011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 徐守斌;江龙;杨海刚;宋远卿;淡宜;;聚3-己基噻吩氧化程度对聚3-己基噻吩/TiO_2杂化材料光催化活性的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张贵军;聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
2 陆洪彬;不锈钢表面高性能纳米防护涂层研究[D];南京大学;2011年
3 任浩;纳米及表面吸附体系的第一性原理研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 贾鑫;飞秒激光制备半导体表面纳米周期结构[D];华东师范大学;2010年
5 唐玮;皮肤的纳米生物摩擦学行为研究[D];中国矿业大学;2010年
6 张景红;人工影响天气纳米催化剂粉体的制备与成冰性能研究[D];吉林大学;2010年
7 汪超;磁场中Ni-纳米Al_2O_3复合镀层制备及其电沉积机理的研究[D];上海大学;2011年
8 葛性波;纳米多孔金属薄膜的制备与电催化性能[D];山东大学;2011年
9 何典;一维纳米功能材料的静电纺丝制备及其性能研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 曹元一;受阻酚的聚多态及聚合物/受阻酚阻尼杂化材料的制备[D];华东理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董辉;纳米SiO_2/有机硅原位杂化材料的研究及应用[D];兰州理工大学;2011年
2 刘伟;紫外光固化纳米SiO_2杂化材料的制备及其性能研究[D];太原理工大学;2011年
3 陈方飞;原位聚合表面修饰纳米SiO_2/尼龙6杂化材料的制备与性能研究[D];河南大学;2011年
4 刘爱凤;含紫精的介孔SiO_2荧光杂化材料的合成和表征[D];山东大学;2010年
5 马英子;纳米SiO_2/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的合成与性能研究[D];华南理工大学;2011年
6 董晓东;纳米MoO_3/PMMA杂化材料的制备与表征[D];长春理工大学;2004年
7 彭洪阳;水分散性纳米SiO_2/含氟聚合物复合乳液的合成及其在纺织品防酸整理中的应用[D];东华大学;2011年
8 冯秀丽;纳米AgCl-PMMA杂化材料的制备与表征[D];长春理工大学;2002年
9 程丽敏;水性聚氨酯/SiO_2复合物的制备以及性能研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 李波;基于溶胶-凝胶法制备PMMA/SiO_2纳米杂化材料及其对聚丙烯复合改性的研究[D];合肥工业大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 杨维骅 通讯员 向娟;杂化材料“武装”功能纤维[N];中国纺织报;2009年
2 本报记者 沈轶伦;创造1+1>2的效应[N];解放日报;2009年
3 通讯员 向梅 记者 刘芃;纤维为你挡住紫外线[N];上海科技报;2009年
4 本报记者 刘慧 实习记者 袁一雪;专家质疑纳米浴[N];北京科技报;2004年
5 陈希荣;纳米聚合PET瓶的工业化研究[N];中国包装报;2005年
6 克关;纳米 石油 光谷[N];重庆商报;2000年
7 李正孝;今天de纳米[N];中国水运报;2002年
8 任雪松;走进纳米世纪[N];福建科技报;2000年
9 沈路涛 李斌;冷静对待纳米热[N];中国高新技术产业导报;2000年
10 本报记者 陈经湛;“纳米”离我们并不遥远[N];中国高新技术产业导报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978