退火温度对聚酰胺6粘土纳米复合材料性能和结晶行为的影响

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1、摘要聚酰胺树脂(PA)习惯上称为尼龙，是五大工程塑料中消费量最大、品种最多的一种。近年来，已有许多关于利用插层聚合法和熔融插层法制备聚酰胺6／粘土纳米复合材料(PA6CN)的报道。由于聚酰胺6及其纳米复合材料广泛应用于各个领域，因此，研究在不同使用温度下，其性能的变化就具有十分重要的意义。本文以纯聚酰胺6以及由插层聚合法制备的聚酰胺6／f氐粘土纳米复合材料(PA6LCN)和聚酰胺6／高粘土纳米复合材料(n％HCN)为对象，研究了在不同温度下，其力学性能、结晶性能以及热变形温度的变化情况，并探讨了纳米复合材料的结构与性能的关系。主要结论如下：1．通过XRD和DSC研究了PA6和PA6CN注射

2、成型样品的表面皮层和中间芯层的晶体结构以及不同退火温度对其晶型的影响。研究结果表明：PA6和PA6CN的表面皮层的晶体结构以Y晶型为主；中间芯层的晶体结构为a晶型为主，其中PA6CN还伴有少量的Y晶型，说明在PA6的结晶过程中，粘土起到了异相成核的作用。随着退火温度的升高，可以促进Y相的生成。但PA6在120℃时，有部分的Y晶型开始转变为a晶型。而PA6CN在160℃时，才发生这种转变，比PA6高了近加℃。并且无论是表面皮层，还是中间芯层，在退火处理后，PA6和PA6CN的结晶度都有所增加。2．PA6和PA6CN的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量随着退火温度的升高而逐渐增加。而缺口冲击强度却随

3、着退火温度的升高而逐渐下降。3．PA6、PA6LCN和PA6HCN的热变形温度随着退火温度的升高呈不断增加的趋势，只是在160℃退火时，PA6的热变形温度有所下降。在160℃退火时，PA6ⅨN和PA6HCN的热变形温度分别提高了30℃和35℃；PA6在120℃退火时，热变形温度提高了33℃。关键词：聚酰胺6，退火处理，结晶行为，纳米复合材料，粘土。r一荸』．，．；卜AbstractTheconsumptionandkindsofpolyamideresinarethemostoneamongengt’neeringplastics．Inresentyears，thereweremanyre

4、portsaboutpreparationofpolyamide6／nano-claycomposites(PA6CN)bymeansofintercalationpolymerizationandmeltingintercalation．．Forpolyamide6(PA6)anditsnano-compositesareappliedwidelyinvariousfields，SOitisveryimportanttostudyOnchangesofPA6andPA6CN'spropertiesatdifferentusingtemperature．Thechangesofphysic

5、alandmechanicalproperty,crystallizationfeatureandheatdistortiontemperatureofpurePA6andpolyamide6／lowclayllano-composites(PA6LCN)andpolyamide6／highclaynano-composite《PA6HCN)preparedwithintercalationpolymerizationwereinvestigatedandtherelationofnano-composites'structuresandpropertieswerediscussedint

6、hispaper．Themainresultsaresummarizedasfollow：1．Thecrystalstructuresandtheeffectofdifferentannealingtemperatureoncrystallizationoftheskinandcoreofsamplesofinjection·moldedPA6andPA6CNwerestudiedwitIlX-raydiffraction(XRD)anddifferentialscanningcalorimetry(DS(奠．Theresultsindicatethatthea-crystallinefo

7、rmisdominantinthecoreregionofinjection-moldedPA6andPA6CN,andthereareafewamountsy-crystallineform．Thisshowsthattheclayplaysanimportantroleinincreasingtheheterogeneousnucleationofthey-crystallineform,whilethe"pcrys