尼龙6_凹凸棒低吸水复合材料的制备与性能研究

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1、学校代码10530学号201510141501分类号TQ325.1密级硕士学位论文尼龙6/凹凸棒低吸水复合材料的制备与性能研究学位申请人邹翠指导教师敬波副教授学院名称化学学院学科专业材料工程研究方向高分子材料成型与加工二零一八年六月二日ResearchonPreparationandPropertiesofLowWaterAbsorbentNylon6andAttapulaiteCompositesCandidateZouCuiSupervisorProfessorofJingBoCollegeCollegeofChemistryProgramMaterialsEngine

2、eringSpecializationMoldingandProcessingofPolymerMaterialsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018摘要尼龙6（PA6）是目前聚酰胺塑料中产量最大的一种，但存在吸水率高等缺点，凹凸棒（AT）是一种新型天然一维纳米材料，因为具有较大的长径比，故是制备高性能复合材料的理想增强体。本文通过研究不同成核剂、玻璃纤维及相容剂（PP-g-MAH）、茂金属聚乙烯（mPE）对PA6/AT复合材料吸水性能的影响，探究了该材料的结构与性能关系，从而制

3、备出低吸水PA6/AT复合材料，具体内容如下：不同成核剂对复合材料的影响。吸水实验结果表明：A、B成核剂都能降低PA6/AT体系的吸水率，且A成核剂效果更好。A成核剂加入后，PA6/AT复合材料经25℃水中浸泡170h，相对纯PA6其吸水率降低了33.3%。力学性能测试结果表明：A、B成核剂使PA6/AT体系力学性能增加，其中成核剂A加入后，相对纯PA6体系的拉伸强度增加了5.4%，弯曲强度增加了12.2%。DSC分析结果表明A、B成核剂都可以提高PA6/AT复合材料的结晶度，成核剂A能明显提高PA6/AT体系的结晶速率。玻璃纤维（GF）对复合材料的影响。吸水实验结果表明：

4、玻璃纤维能使PA6/AT/A复合材料吸水率进一步降低，其相对纯PA6其吸水率降低了35.5%。力学性能测试结果表明：GF加入能明显提高PA6/AT/A体系的力学性能，拉伸强度相对纯PA6提高了21.6%；弯曲强度相对纯PA6提高了41%。FTIR分析结果表明玻璃纤维能与PA6/AT基体形成氢键。相容剂、mPE对复合材料的影响。mPE、PP-g-MAH均能使PA6/AT/GF体系吸水率再进一步下降，其中mPE效果更好，相对纯PA6吸水170h后，吸水率降低了40%。mPE加入后拉伸强度相对于纯PA6提高了36.8%；弯曲强度相对于纯PA6提高了51.7%。SEM测试结果表明：

5、mPE或PP-g-MAH加入都能促使PA6/AT/GF复合材料之间的粘结效果更好。PA6/AT/GF复合材料吸水率降低的原因主要有：第一，凹凸棒表面以及玻璃纤维上因为有硅羟基，其较强的极性与尼龙6分子结构中酰胺基团上的胺基以及羰基形成氢键；第二，刚性凹凸棒以及玻璃纤维因为协同作用；第三，具有粘结性的物质加入复合材料中，使体系间粘接力增大，降低界面张力，降低分散粒子尺寸，从而形成稳定的结构。关键词：尼龙6；凹凸棒；吸水率；力学性能；结晶性能IAbstractNylon6isthelargestoneamongthecurrentpolyamideplastics.Howeve

6、r,PA6hasthedisadvantagesofhighwaterabsorption.Theattapulgiteisanewnaturalone-dimensionalnanomaterial,becauseithasalargeraspectratio,soitisanidealreinforcementmaterialforthepreparationofhigh-performancecomposites.Inthispaper,theeffectsofdifferentnucleatingagents,glassfibersandcompatibilizer

7、ormetallicpolyethyleneonthewaterabsorptionpropertiesofPA6/ATcompositesarestudied.Thestructureandperformancerelationshipofthematerialareinvestigatedandthemechanismofwaterabsorptionisfurtherexplored.ThereforealowwaterabsorbentPA6/ATcompositeisprepared.Theeffects