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纳米蒙脱土/MC尼龙复合材料的研制

王玫瑰  
【摘要】: 本论文首先选用13种常用的无机纳米材料(有机蒙脱土、滑石粉、煅烧高岭土、氧化铒、氢氧化铝、硅灰石粉、氧化钆、氧化钕、氧化钐、碳酸钙、二氧化硅)与MC尼龙制备复合材料,经实验,除二氧化硅外均能与MC尼龙制备复合材料,通过比较其性能、聚合时间,确定蒙脱土与MC尼龙复合材料为主要研究对象;其次,进一步设定了三个不同工艺流程,采用同一配方制备蒙脱土与MC尼龙复合材料,通过比较其性能及工艺的可操作性,确定最佳工艺流程;最后,采用正交试验方法研究MC尼龙/蒙脱土纳米复合材料的试验配方,测试复合材料的力学及耐热性能,分析有机蒙脱土(OMMT)、催化剂(NaOH)和助催化剂(TDI)对复合材料性能的影响。结果表明,OMMT对聚合反应有阻聚作用,在体系中需要加入较多的NaOH才可以使反应进行完全;加入少量(1-2份)的OMMT可以提高复合材料的机械强度、硬度和维卡软化温度,但会降低材料的缺口冲击强度:继续增加OMMT的用量,复合材料的性能随着降低;在试验范围内,增加NaOH的用量,有利于聚合反应完成,提高复合材料的性能,但冲击强度降低;适当增加TDI用量,可以提高复合材料的力学性能和热变形温度,当TDI用量超过0.45份时,复合材料除冲击强度外,其他性能均有下降趋势;以加权综合评分法优化的试验配方是:己内酰胺100(质量份数,下同)、OMMT 1.5、NaOH 0.25、TDI 0.45;复合材料的SEM照片显示,OMMT在复合体系中剥落成纳米级片状,分散基本均匀,也有团聚现象。 本课题研究的MC尼龙复合材料准备着重推广应用于制糖压榨机的轴瓦、滑块、前期已制作了一批产品送到云南省的几个糖厂试用,其使用结果比较理想,因此,该课题的推广前景比较乐观。


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