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MC尼龙/凹凸棒土复合材料制备及性能研究

朱彩霞  
【摘要】:本文对MC尼龙的合成工艺条件改性方面进行了研究.采用凹凸棒土作为改性剂,采用单体浇铸法制备了MC尼龙/凹凸棒土复合材料,对复合材料结构和性能进行了检测。具体内容如下: 本文针对影响MC尼龙聚合的几个主要因素(聚合温度、催化剂加入量、活化剂加入量),在已存在的实验条件下,进行MC尼龙聚合工艺研究.采用阴离子聚合方法制备了MC尼龙样品,通过对制得的MC尼龙样品进行力学性能检测,找出MC尼龙的最佳合成工艺条件,最终确定MC尼龙的最佳聚合工艺。结果表明,当催化剂加入量为1.1‰,活化剂加入量为2.3‰,聚合温度为175℃时,MC尼龙的综合性能最优。 采用凹凸棒土作为MC尼龙助剂,制备了MC尼龙/凹凸棒土复合材料,检测了复合材料的力学性能、热稳定性、熔融和结晶性能,对凹凸棒土对MC尼龙的改性效果进行了检测。结果表明:相比较于纯MC尼龙,未改性的凹凸棒土加入后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均有一定程度提高,但效果不太明显,复合材料的冲击强度下降,熔点降低,热稳定性能有所提高。 采用硅烷偶联剂(KH570)对凹凸棒土表面进行有机化改性,并研究了硅烷偶联剂改性前后凹凸棒土的性能变化情况,并采用阴离子原位聚合法制备了MC尼龙/凹凸棒土复合材料,对其力学性能、热性能等进行了研究。通过对凹凸棒土进行红外和热重分析,确定偶联剂达到了对凹凸棒土表面的改性效果。FTIR表明:凹凸棒土的基本骨架吸收峰没变,但硅烷偶联剂改变了凹凸棒土的表面性质,与凹凸棒土表面发生了化学反应。凹凸棒土表面经偶联剂改性后,复合材料的力学性能有所提高,特别是当凹凸棒土添加量为3%时,复合材料的冲击性能为9.47KJ/m2,与纯尼龙(8.91KJ/m2)相比提高了6.30%。凹凸棒土改性前后,复合材料的熔点变化幅度不大。 以蓖麻油、TDI为原料制备了聚氨酯预聚体,用聚氨酯对凹凸棒土表面进行有机化改性。研究了聚氨酯对凹凸棒土的改性情况,并采用阴离子原位聚合法制备了MC尼龙/凹凸棒土复合材料,并对其力学性能、热性能、结晶和熔融性能等进行了研究。采用红外分析,比较经聚氨酯改性前后凹凸棒土的红外曲线图,发现经聚氨酯改性后的凹凸棒土除了本身的特征峰外,出现了聚氨酯的特征峰。复合材料的力学性能均有所提高,当凹凸棒土添加量为3%时,复合材料的冲击性能为10.06KJ/m2,与纯尼龙(8.91KJ/m2)相比提高了12.91%。改性凹凸棒土的加入,提高了复合材料的热稳定性能,添加1%、3%聚氨酯改性凹凸棒复合材料的10%失重温度较纯MC尼龙分别提高了10℃、25℃。与纯MC尼龙相比,加入凹凸棒土后,熔融峰面积减少,熔点略有下降。说明凹凸棒土的加入阻碍了复合材料的的结晶完善性,但复合材料的结晶温度有所提高。


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