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1、10工程塑料应用2009年,第37卷,第4期*PA66/TLCP/埃洛石纳米管三元复合材料的结构与性能11111,21肖波刘述梅陈俊殷陶傅轶赵建青(1.华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640;2.广东银禧科技股份有限公司,东莞523187)摘要采用熔融共混方法制备了尼龙66(PA66)/热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)三元复合材料。结果表明,TLCP对PA66起到一定的增强增韧作用,加入HNTs后,PA66/TLCP/HNTs三元复合材料的弯曲性能明显提高,
2、含有质量分数10%TLCP和5%HNTs的三元复合材料相比纯PA66,在冲击强度提高32.6%的同时,拉伸强度、弯曲强度、热变形温度分别提高了约16.3%、103%、22。采用差示扫描量热分析研究了复合材料中TLCP和HNTs对PA66结晶和熔融性能的影响,扫描电子显微镜照片和动态热机械分析表明,HNTs的加入改善了PA66与TLCP的相容性,TLCP在HNTs的作用下能够较好地原位成纤。关键词尼龙66热致液晶聚合物埃洛石纳米管三元复合材料原位成纤尼龙66(PA66)具有高强、耐磨、自润滑等优良12h,美
3、国Dupont公司;性能,广泛应用在汽车、电子电器、石油化工等行业。TLCP:VectraA950(聚酯型液晶),共混前于但其存在冲击强度低、吸水率大、热变形温度低等缺105下热风干燥8h,美国Celanese公司。陷,通过共混和无机填充的方式可使其性能得到一1.2主要设备、仪器定的改善。热致液晶聚合物(TLCP)是一种具有高双螺杆挤出机:PolyLabOSRheoDrive7型,德模量、高强度、耐高温、在液晶态下呈现特有的流动国赛默飞世尔公司;[1]性和稳定性等优良性能的新型高分子材料,目前注塑机:JPH50型,广
4、东泓利机器有限公司;主要应用于电子电器行业中接插件、开关、继电器、万能拉力机:RoellZ010型,德国Zwick公司;模塑印刷电路板、光缆结构件等部件。与其它聚合冲击测试仪:Zwick!型,德国Zwick公司;物共混制备合金时,当TLCP质量分数大于20%时,热变形温度(HDT)测试仪:HDT3Vicat型,意能较好地原位成纤,显著降低共混体系粘度,大幅提大利Ceast公司;[2-4]高复合材料的力学性能。由于TLCP价格高动态热机械(DMA)仪:DMA242C型,德国Netzsch公司;昂,致使所制得的复合材料成本居
5、高不下,如何在较少TLCP添加量下获得较高性能的复合材料成为近差示扫描量热(DSC)仪:DSC204F1型,德国年来的研究重点。埃洛石纳米管(HNTs)是一种天Netzsch公司;扫描电子显微镜(SEM):JSM-6380LA型,日然的沉积铝硅酸盐[Al2Si2O5(OH)4nH2O],由高本Jeol公司。岭石的片层在天然条件下卷曲而成的多壁纳米管状1.3试样制备材料。HNTs具有易于分散的性质,加之其储量丰将PA66与HNTs、TLCP按配方混合均匀,用双富,将其作为一种新型的聚合物增强材料在聚丙烯螺杆挤出机熔融挤出
6、造粒,所得粒料于95下热风(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等体系中的应用[5-7]干燥8h后用注塑机注塑成标准试样。其中,挤出已得到了初步的研究,增强效果明显。笔者将工艺条件为:10段挤出温度依次设定为230、280、HNTs引入PA66/TLCP体系,期望通过HNTs较大300、300、290、280、280、280、280、275,螺杆转速的长径比来辅助提高TLCP的原位成纤能力,实现200r/min。注射工艺条件为:注射温度每段依次设较少的TLCP添加量能较大幅度地提高复合材料综定为230、265、270
7、、300。合性能的目的,以拓宽TLCP的应用领域。1.4性能测试1实验部分拉伸性能按GB/T1040-1992测试;1.1主要原料HNTs:使用前过50m筛,于80下真空干燥*粤港招标资助项目(2006168302)、广东省产学研资助项目12h,自制;(2006D90404016)PA66:Zytel101L,共混前于95下热风干燥收稿日期:20090112肖波,等:PA66/TLCP/埃洛石纳米管三元复合材料的结构与性能11弯曲性能按GB/T9341-2000测试;拉伸强度更进一步提高,其它性
8、能则开始下降。由缺口冲击强度按GB/T1843-1996测试;此可见,HNTs在提高各项力学性能的同时,对复合HDT按GB/T1634.1-2004测试;材料的弯曲性能改善尤为显著。这是因为HNTs具DMA分析:三点弯曲模式,试样尺寸60mm∀8有较大的长径比,在树脂基体中扮演着传递载荷和mm∀4mm,温度范围30~
