尼龙6高岭土纳米复合材料的制备及性能研究

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1、尼龙6／高岭土纳米复合材料制备及性能研究摘要尼龙6(PA6)／高岭土纳米复合材料综合了高分子材料与无机材料的优点，但又不仅仅是二者性能的简单相加，而是表现出更优异的性能特点。为了增加PA6的使用途径，使其向高性能、高功能化方面发展，人们进行了深入的实验研究，发展出一系列的PA6基复合材料。但仍存在制备困难，实验方法繁琐或是填料性能不高的缺点。针对以上问题，我们以纳米高岭土和PA6树脂为原料，通过熔融插层法制备了PA6／高岭土纳米复合材料。除了对其结构和力学性能进行研究外，还对其流变行为、熔融和结晶行为进行了研究。主要

2、研究内容如下：1．以纳米高岭土和PA6树脂为主要原料，制各了PA6／高岭土纳米复合材料：将纳米高岭土按一定比例与PA6混合均匀，然后经过双螺杆挤出机熔融插层制备PA6／高岭土纳米复合材料。用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、广角x射线衍射仪(WAXD)和扫描电镜(SEM)对PA6及PA影高蛉土纳米复合材料结构进行了表征：通过各项力学性能测试，发现在纳米高岭土加入之后，PA6／高岭土纳米复合材料强度和韧性均得到了提古同o2．PA6／高岭土纳米复合材料流变行为的研究：研究发现PA6及PA6／高岭土纳米复合材料均为假塑性流

3、体，表现为切力变稀现象，且非牛顿指数随纳米高岭土含量的增加而减小；当剪切速率恒定时，剪切应力随着高岭土含量的增加而减小，但含量达到一定值后又增加；PA6及PA6／高岭土纳米复合材料的黏流活化能随剪切应力的增大而降低，说明在恒定剪切应力下其可在较宽的温度范围内加工成型。3．对PA6及PA6／高岭土纳米复合材料的熔融和结晶行为的研究：研究表明，纳米高岭土在复合材料中起到了异相成核的作用，同时发现纳米高岭土的加入使PA6基体的晶型由7晶型变成Ot晶型，这与文献报道中PA6／蒙脱土纳米复合材料的结论不同。对其熔融行为进行了研

4、究，并求得其平衡熔点。采用经典结晶动力学理论对PA6及PA6／高岭土纳米复合材料的结晶动力学进行了研究，结果表明：Avrami方程能很好的描述PA6及PA6／高岭土纳米复合材料的等温结晶动力学过程。Ozawa方程以及经过Jeziomy修正过的Avrami方程并不适合描述PA6及PA6／高岭土纳米复合材料的非等温结晶动力学过程，而Mo法能适合其非等温结晶动力学过程的研究。在实验的基础上，拟合得到了PA6及PA6／高岭土纳米复合材料的各项结晶动力学参数。同时还利用Hoffmann-Lauritzen理论求得了非等温结晶过

5、程中的结晶活化能。关键词：尼龙6，高岭土，纳米复合材料，流变行为，结晶行为PreparationandPropertiesofPA6／kaolinNanocompositesPostgraduate：ZhangHongyinSupervisor：LiYingchunABSTRACTPA6／kaolinnanocompositesusuallycombinetheadvantagesofthepolymermaterialsandtheinorganicmaterials．Butitisnotonlythesimple

6、additionoftheirproperties．Thenanocompositesexhibitedmoreexcellentproperties．InordertoincreaseusingofPA6，andmakeittohi曲propertyandfunctiondevelopment，thescientistsdevelopedaseriesofPA6compositeswithalotofdepthexperiments．Butstillhavemoreshortagesaboutdifficultof

7、preparation，complexmethodsandthelowperformancefiller．Toovercomethesequestions，wedevelopedanewkindofPA6／kaolinnanocomposites．Inthepresentinvestigation，nano．．kaolinandPA6wereusedtopreparePA6／kaolinnanocompostiesbymeltintercalation．Besidesstudyonmechanicalproperti

8、es，weinvestigateditsrheologicalbehavior,meltandcrystallizationbehavior．1．PreparationandcharacterizationofPA6／kaolinnanocomposites：ThePA6／kaolinnanocompositeswerepreparedbyme