尼龙6层状硅酸盐复合材料制备与表征

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1、四川大学工学硕士学位论文．摘要尼龙6／层状硅酸盐复合材料制备与表征材料学专业研究生王锋指导教师王琪摘要本文利用具有自主知识产权的专利设备磨盘形力化学反应器强大的粉碎、剪切、碾磨、混合作用，实现层状硅酸盐蒙脱土和蛭石的固相剥离，制备尼龙6，蒙脱土和尼龙6／蛭石复合材料，考察层状硅酸盐的固相剥离及其在聚合物基体中的分散，研究复合材料的微观结构、力学性能、热性能和结晶性能。进一步扩大了固相剪切碾磨方法(s3M)的应用范围，为制备工程塑料／层状硅酸盐纳米复合材料提供新方法。通过共碾磨尼龙6与蒙脱士混合物实现蒙脱土层间剥离。XRD显示碾磨后蒙脱土特征

2、衍射峰消失，电子透射显微镜发现大部分蒙脱土片层为纳米级且均匀分散在聚合物基体中，同时甲酸溶解实验表明蒙脱土与聚合物基体之间有强的相互作用。固相剪切碾磨方法制备的尼龙6／蒙脱土纳米复合材料具有优良的力学性能和较好的热稳定性。与尼龙6相比，蒙脱土含量为4％时，S3M方法制备的复合材料拉伸强度由63．6MPa增加到77．8MPa，提高---23％，而常规方法得到的复合材料为69．3MPa。层状蒙脱土纳米片层的存在提高了尼龙6／蒙脱土复合材料的起始热分解温度和最快热分解温度，起始热分解温度提高了约28℃，最快热分解温度提高了约4l℃。采用DSC方法

3、研究了尼龙6及其复合材料的非等温结晶动力学，结果表明，蒙脱土起到了异相成核剂作用，提高了结晶温度，加快了结晶速率。s3M方法制备的尼龙6／蛭石复合材料同样有较好的力学性能和熟稳定性能。在蛭石含量为4％时，复合材料拉伸强度由63．6MPa增加到79．1MPa，提高幅度～24％。蛭石的加入改善了尼龙6热稳定性并提高了其结晶温度。关键词：固相剪切碾磨，尼龙6，层状硅酸盐，蒙脱土，蛭石2四川大学工学硕士学位论文．AbstractPreparationandCharacterizationofNylon6／LayeredSilicateComposi

4、tesDiscipline：MaterialsScienceAuthor：FengWangAdvisor：QiWangInthispaper,thePan-millEquipmentwasemployedtopreparePA6／MMTandPA6／VMTcomposites．111cexfoliationofthelayeredsilicateswasrealizedbytheequipmentbasedonitsuniquefunctions：slrongpulverizing，shearing，millingandmixing．The

5、morphologyanddispersionofthelayeredsilicatesinpolymermatrixwereinvestigatedandthestructureandpropertiesofthecompositesWerecharacterized．毗SolidStateShearMiIling(S3M)methodWasappliedforpreparingengineeringplastic／layeredsilicatesnanocomposites，whichmadethemethodtobemoreappli

6、cable．MMTWaspartiallyexfoliatedbymillingthemixtureofnylon6andM^frTheXRDshowedthatthecharacteristicpeal【ofhm盯disappearedaftermillingandtheTEMphotosrevealedthatmostlayeredsilicateswgreatnanometerscaleanddispersedevenlyinthepolymermatrix,meanwhile，theMolauexperimentmanifested

7、thattherewasastronginterracialinteractionbcl阳，eentheMMTandthepolymermatrix．Nylon6／MMTcompositespreparedbYS3Mmethodexhibitedexcellentmechanicalandthermalstabilityproperties．Comparingwithnylon6，thetensileslrengthwasenhancedby--23％from63．6MPato77．8MPaandthatofcompositeprepare

8、dbyconventionalmethod呷)wasjust69．3MPa．TheintroductionofMMTimprovedthethermalstabilityofth