尼龙610蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

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1、内容摘要将蒙脱土引入聚合物基体制备成聚合物／蒙脱土纳米复合材料，可在蒙脱土填充量很小时即大幅度提高材料的物理力学性能，是近年来兴起的一种备受关注的改性方法。熔体插层法制各聚合物／蒙脱土纳米复合材料的一种常用方法，该方法工艺简单、易工业化，但蒙脱土(MMT)在聚合物中的分散极易受插层剂、加工工艺等因素的影响，从而影响复合材料的结构和性能。本文选取尼龙610为基体，采用多种插层剂修饰的有机蒙脱土和不同加工方法制备出一系列性能优异的尼龙6lO／蒙脱土纳米复合材料，首次采用辐射法对尼龙610／蒙脱土纳米复合材料进行了改性，并对各复合材料力学性能、动态力学行为、流变性能、熔融和结晶行为、结晶形态和微观结

2、构进行了系统表征，主要研究结果如下：1．采用c鼢毋(十六烷基三甲基溴化铵)、PA6(尼龙6)、硅烷偶联剂等修饰MMT，制得了不同有机蒙脱土(OMMT)。1’G、m和wAXD等研究结果表明各有机改性土的层间距均有所增大，热分解温度较高，均可适应尼龙610的加工温度要求。C礤IB和PA6对MMT的扩层作用较明显，本文所使用的硅烷偶联剂的类型及其对MMT的修饰方法对有机士的性能影响不大，因此在采用偶联剂对MMT进行修饰时，可采用最简便的方法一在混料过程中以喷雾法加入即可。2．采用各种自制OMMT和一种纳米级市售0MMT，采用熔体插层法、加工过程中加入偶联剂以及母料法等工艺制备出了EA610，MMT纳

3、米复合材料，并对其进行了辐射改性。3．通过1EM观察了MMT片层在尼龙基体中分散情况，结果表明MMT片层呈纳米尺度分散于尼龙基体中，形成了纳米复合材料。同时，发现MMr片层间距大小和其在尼龙中的分散没有必然联系，片层间距较小的MMT也能均匀分散，在加工过程中用喷雾法加入偶联剂和母料法均可促进MMT片层的分散，且可分别得到插层型和剥离型纳米复合材料。4．对纳米复合材料进行了力学性能测试。结果表明复合材料的拉伸性能和弯曲性能均比EA610显著提高，增强效果明显超过了传统共混复合材料，且偶联剂和母料法均可增大提高幅度，母料法的促进作用尤为显著。对复合材料的辐射改性亦能大幅度提高其拉伸弯曲性能。复合材

4、料冲击强度基本保持或略有下降。s．对比PA610和PA61叩订MT纳米复合材料辐射前后的性能发现纳米复合材料具有抗辐射降解性能。6．利用地蝴流变仪，研究了230～260℃内，PA610及PA61叩订MT纳米复合材料的流变行为，样品均为假塑性流体。偶联剂和母料法使复合材料的非牛顿指数和粘流化能减小。对于同一样品，随蒙脱土含量的增加，PA610／MMT纳米复合材料的非牛顿指数和粘流活化能减小。7．Dsc结果表明，MMT对EA610具有异相成核作用，使BA610的熔融温度降低，结晶温度升高。对于同一样品，随MMr含量的增加，复合材料的结晶速率先增大后减小。加工方法对复合材料的结晶温度和结晶速率影响不

5、大，辐射作用使结晶温度I利氐，结晶速率减小，且对PA610删T纳米复合材料的影响比对EA610更大。3．DMA分析表明，蒙脱土对尼龙610具有明显的增强作用，复合材料的储能模量(Et)提高，加工方法对F影响不大，a主转变峰移向低温，复合材料的T卫均明显降低，最大可降低9℃左右，k～Tk之间的温度区间增大，复合材料可在更为广泛的温度内应用。关键词：尼龙610，蒙脱土，纳米复合材料，辐射，加工方法Syn恤esisandCh盯acterizationofPoly啦ide610，MontmorilloniteNanocompositesAbstractPreparingn锄。啪positesbyadd

6、ingmontm嘶110nite(MMl)intopol驷crmatTix，砌chcanincrcasethephysicalaIldmechanicalpropcniesofmatcdalswilha1awMMT锄ltcnt，hasattractedmuchattentioninrecentyears．T0pr印arepolyⅢcr／montm耐ll砌tcnaIlocoⅡlp商tes，oneme也odoRcⅡusedismeltoompoundiIlg．This跚玳ssingme血0dissimple锄deasytobeindustrialized．Bythismethod，however，

7、fhedispersibilityofMMTandcventIlepropenies研composjtesareeasytobeaffectedbysomefactors蚰ch鹤瑚0difjcf0fMMr孤dpmce嚣irIgbechnic．nercfore，PA610hasbeenchoscd勰matri】【，inthispaper，锄daseriesofPA610／MMTn柚ocomposjt