尼龙11evoh阻隔性材料的制备、结构及性能研究

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1、摘要尼龙11(PAll)树脂主要应用于汽车输油管道和煤气工程等方面，随着环保要求的日趋提高，单一的PAll树脂的阻隔性能已不能完全达到行业标准。为了提高其阻隔性能，本课题采用目前阻隔性能最好的乙烯一乙烯醇共聚物(EVOH)与PA11通过熔融’共混法制备出了PAlI厄VOH阻隔材料，采用扫描电子显微镜(SEM)、毛细管流变仪、X射线衍射(咄D)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)等对PAll／EVOH阻隔材料的力学性能、阻隔性能、凝胶含量、形态结构、流变性能和结晶性能等方面进行了研究。力学性

2、能和阻隔性能研究结果表明，当阻隔材料的配比为PAll／EVOH／DCP=80／20／1．5时，材料的吸油值达到最小值为0．244％(--甲苯)，冲击性能达到最大值5．311Cl／m2，此时的拉伸强度为53．5MPa。与纯PAl1相比，共混材料的阻隔性能、冲击强度和拉伸强度分别提高了5倍、18％和17．4％。SEM照片表明，此时EVOH以交叠的不连续性片层状结构分散于PAll基体树脂中，这对阻隔性能的提高起到了关键作用。凝胶含量研究结果表明PAl1／EVOH阻隔材料的凝胶含量随着DCP含量的增加先升高后

3、降低，在DCP含量为1．5％时达到最大值；同时，EVOH／DCP体系低凝胶含量表明EVOH发生自交联的几率较小，主要是PAll和EVOH之间发生共交联反应。结合FT-IR分析，提出了DCP存在下，PAll和EVOH发生共交联的机理。考察了DCP含量对PAll／EVOH阻隔材料流变行为的影响。研究结果表明PAll／EVOH阻隔材料为假塑性流体，表现出切力变稀的现象。与未添加DCP的相比，加入DCP后体系的非牛顿指数n值变小，说明加入DCP后体系对剪切速率的敏感性降低；在给定剪切应力和剪切速率下，体系的表

4、观粘度随着DCP含量的增加先升高后降低，在DCP含量为1．5％时达到最大值，这与凝胶含量的测试结果是一致的；体系的粘流活化能随着DCP含量的增加整体上呈现下降趋势，对温度的敏感性下降。采用DSC研究了PAl1／EVOH／DCP共混物的结晶动力学。等温结晶动力学研究结果表明：Avrami方程很好的描述了PAll／EVOH／DCP共混物的等温结晶行为。EVOH和DCP的加入产生的交联部分起到了异相成核的作用，提高了PAll的结晶速率；DCP的加入改变了PAl1／EVOH阻隔材料的晶体生长方式和成核机理。根

5、据Hoffman．Weeks理论计算，PAll／EVOH／DCP共混物的平衡熔点比PAll的低，说明EVOH和DCP的加入降低了PAll的结晶完善程度。非等温结晶研究结果表明：Ozawa理论不适用描述PAll／EVOH／DCP共混物的非等温结晶过程，而修正的Avrami方程和Mo法能很好的处理此过程。EVOH和DCP的加入阻碍了晶体的生长，降低了结晶生长速率，同时也改变了PAll的成核和晶体生长规律。关键词：PAll／EVOH阻隔材料；阻隔性能；形态结构；流变行为；结晶动力学Preparation、m

6、orphologyandpropertiesofPAll／EVOHIpsitesithhigh—barrierpropert]compositeswithproperty-ABSImCTPolyamide1I(PAl1)wasmostlyusedaSautomobilepipe—layingandmunicipalgaSpipeaswell嬲offshoreoilfieldapplication．Withthemorestrictcontrolsontheenvironmentalrequiremen

7、ts，thebarrierpropertiesofneatPAl1cannotmeetwiththeindustrystandards．Inordertoimproveitsbarrierproperties，PAlI／EVOHcompositeswerepreparedbymeltingcompounding，andtheirmechanicalproperties，barrierproperties，gelcontent,morphologystructure，rheologicalbehavio

8、randcrystallizationpropertieswereinvestigatedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，capillaryrheometer,X—raydiffraction(WAXD)，differentialscanningcalorimeter(DSC)，polarizingmicroscopy(POM)andcapillaryrheometer，respectively．Theexperime