mc尼龙纳米复合材料的制备和性能研究

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1、硕士论文MC尼龙纳米复合材料的制各和性能研究摘要本文通过对蒙脱土和纳米Si02表面改性，采用阴离子聚合法分别制备了MC尼龙，蒙脱土纳米复合材料和MC尼龙／si02纳米复合材料，利用x射线衍射、红外光谱、热失重分析和力学性能测试等手段研究和分析材料的结构和性能。结果表明，蒙脱土经不同改性剂处理后，层间距有所增大。蒙脱土在MC尼龙结晶过程中起到了异相成核的作用，促进了Y晶型的生成，并且，随蒙脱土含量的增加，．r晶型的衍射峰逐渐增强。硅烷偶联剂KH．550可以提高蒙脱土与尼龙基体之间的粘结强度，提高MC尼龙的力学性能，加入量为4wt％时，MC尼龙／蒙脱土复合材料的力学性能最好。同时

2、，有机蒙脱土的加入提高了MC尼龙的热稳定性。利用偶联剂改性后的Si02制备MC尼龙纳米复合材料的力学性能比纯MC尼龙有明显的提高，加入1wt％的用KH．550表面改性的纳米Si02时，复合材料的力学性能可以达到最优。关键词：MC尼龙，蒙脱土，si02，纳米复合材料，表面处理，力学性能KH-550nladethecompositehavethemostexcellentmeeb．anicalproperties．Keywords：MCnylon,montmorillonite，silica,nanocomposite，surfacialne釉ent'mechanicalprop

3、erties-Ⅱ．声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：醢郦年∥月枷日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：柙‘年‘月扣日硕士论文M

4、C尼龙纳米复合材料的制备和性能研究1绪论纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度的范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米粒子一般是指尺寸在l～100nm间的粒子，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，因此显示出许多奇异的特性，如光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体相比会有显著的不同[1-21。由于单一的纳米晶材料往往不能满足实际应用的需要，许多研究将纳米粒子和其他材料复合成纳米复合材料，这种复合材料有可能同时兼顾纳米粒子和其他材料的优点，具有特殊的性能【3】。铸型尼龙，又称单体浇铸尼龙，简称MC(MonomerCastingNylon)尼龙1

5、41，是优良的工程塑料之一。MC尼龙除了具有一般尼龙产品的性能外，还具有聚合温度低、工艺简单、结晶度高、分子量大且分布均匀、密度小、力学性能好、减震耐磨、自润滑、耐腐蚀、使用温度范围宽等优点，被广泛应用于机械、纺织、石油化工、国防工业等领域。但未经改性的MC尼龙在应用中存在的弹性模量高、低温韧性差、尺寸稳定性不好、热变形温度低等不足，这也限制了它的应用范围。为此，国内外通过共聚、共混等方法对MC尼龙进行增强、增韧、阻燃等方面改性【5】。用纳米材料改性尼龙所制备的纳米尼龙具有十分突出的持性，纳米尼龙是20世纪90年代问世的新型材料。利用纳米材料改性尼龙的最大优点是纳米材料用量很

6、少，却能使尼龙的性能产生很大变化，既能提高尼龙的耐热性，又能提高其力学性能【6J。1．1纳米复合材料简介纳米复合材料(Nanocompositas)的概念最早是由Roy和Komarneni在20世纪80年代提出的【71。纳米复合材料是指复合材料中至少有一相的一维尺寸达到小于lOOnm的材料【81。聚合物基纳米复合材料是利用高分子的复合稳定作用将纳米颗粒材料复合于聚合物中，也就是指无机填充物或有机高分子以纳米尺寸分散在聚合物基体中，形成的有机，无机(有机)复合材料。纳米复合材料具有长期的稳定和可再加工性，纳米颗粒与聚合物载体相结合，使纳米颗粒得以稳定，防止其团聚，纳米复合材料兼

7、顾纳米粒子和其他材料的优点，同时，由于纳米分散相具有大的比表面积和强的界面相互作用，比传统的复合材料具有更为优异的力学、热学、阻隔性等性能嘲。不仅如此，纳米复合材料还可能具有原组分不具备的特殊性能或功能。利用纳米材料与聚合物基体的相互作用产生新的效应，实现两者间优势互补，开发性能优异的新兴材料。本论文以“纳米复合材料”术语介绍聚合物基无杌纳米复合材料的基本内容。硕士论文MC尼龙纳来复合材料的制各和性能研究1,1．1纳米粒子的改性纳米粒子的粒径小，比表面积大，具有很高的表面活性，容易团聚在一起，从而形成尺