PA6LiCl复合材料结构分析与性能研究.pdf

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1、鲁圣军，等：PA6／LiCI复合材料结构分析与性能研究71PA6／LiC1复合材料结构分析与性能研究木鲁圣军李飞于杰何敏(1．贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵阳550003；2．国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵阳550014)摘要采用熔融共混挤出的方法，制备了尼龙(PA)6／LiC1复合材料，研究了不同含量的LiC1对PA6的结晶结构及性能的影响。傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热、x射线衍射分析及力学性能测试结果表明，LiC1中“和PA6间产生了络合作用，破坏了PA6中原有的氢键，降低了PA6的分

2、子链的规整排列，但该络合作用使PA6分子链间产生了比氢键更强的作用力。随着LiC1含量的增加，复合材料的结晶度逐渐降低，结晶温度和熔融温度也逐渐降低，拉伸、弯曲强度与热变形温度先降低后升高，缺口冲击强度则与之相反。当LiC1质量分数为4．5％时，PA6／LiC1复合材料的力学性能达到最佳。关键词尼龙6氯化锂络合氢键结晶高分子的极性基团与金属盐类之间的相互作用无水LiC1：分析纯，天津瑞金特化学品有限公为改善高分子的性能提供了一条新的途径¨J。尼司。龙(PA)6在自由环境中的结晶是通过分子链间的1．2主要设备、

3、仪器氢键作用产生的，当PA6中掺有其它无机组分或有高速加热式混合机：SHR一10A型，张家港市宏机组分后，PA6分子链所处的环境会发生改变，PA6基机械有限公司；中分子链间的氢键作用会受到影响，分子链的运动双螺杆挤出机：TSE一40A型，南京瑞亚高聚物受到限制。。钱志军等研究了通过改变双螺装备有限公司；杆转速对PA6／CaC1复合材料结晶过程和性能的影注塑机：CJ80MZ—NC型，广东震德塑料机械有响，发现螺杆转速越大CaC1：对PA6氢键的破坏作限公司；用越大，复合材料熔点降低，结晶度下降。成煦万能试验机：

4、WDW一10C型，上海华龙测试仪等利用密炼机研究了CaC1，对PA6流变性能和器公司；结晶性能的影响，通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)摆锤冲击试验机：ZBC一4B型，深圳市新三思分析和差示扫描量热(DSC)法证实了钙离子能与计量技术有限公司；PA6分子链上的酰胺基团发生络合反应，CaC1，的加FrIR分光光度计：NEXUS670型，美国THER—入可降低PA6的结晶度，使之变为无定形态。刘永MO公司；艳等¨采用溶液法制备了PA6／LiCI薄膜，通过fTr—广角x射线衍射(XRD)仪：D／MAX一2200型，

5、IR和DSC分析表明LiC1能够破坏氢键结构，并使日本理学奠基株式会社；PA6的结晶温度及结晶度下降，当LiC1质量分数达DSC仪：PEDSC一2C型，美国Thermo公司；到7％以后PA6转变为无定形态。维卡软化温度测试仪：RRHDV4型，英国RAYLiC1、CaC1作为金属氯离子都可以与PA6产生—RAN公司。络合作用使PA6的结晶度和熔点降低，LiC1与1．3试样制备CaC1：相比可以在提高复合材料力学性能的同时使将无水LiC1和PA6在80~C下鼓风干燥8h后，熔点降得更低，但研究LiC1与PA6的络

6、合作用及其按照不同配比在高速加热式混合机中搅拌均匀，然对PA6结晶和力学性能的影响的文献较少，因而笔后在双螺杆挤出机上反应挤出，温度控制在210～者将PA6与LiC1经双螺杆挤出机进行共混制得250~C之问，螺杆转速为220r／rain。用注塑机制成PA6／LiC1复合材料，并对其结晶和力学性能进行了标准试样。其中，PA6与LiC1的质量比分别为100：系统的测试和研究。0、98．5：1．5、97：3、95．5：4．5、94：6。1实验部分1．1主要原材料国家自然科学基金项目(50863001)PA6：颗粒状

7、，1013B，日本宇部公司；收稿日期：2011—06-2372工程塑料应用2011年，第39卷，第9期1．4性能测试伸缩振动)、1640cm(酰胺I带氨基伸缩振动)、缺口冲击强度按GB／T1043—1993测试，试样1540cm(酰胺Ⅱ带c—N键伸缩振动)和3300为V形缺口，缺口深度约为2mm、缺口尖角半径为cm(氢键化氨基的伸缩振动)。在图1中33000．25mm；cm处氢键化氨基的伸缩振动峰随着氯化锂含量拉伸强度按GB／T1040—1992测试；的增加而逐渐减弱，在氯化锂质量分数为6％时该弯曲强度按GB

8、／T9341—2000测试；氢键峰基本消失，FTIR谱图的实验结果标明，LiC1XRD分析：将试样在氮气保护下升温至250℃的加入破坏了原PA6中的氢键结构，这是由于u保持5rain，再在氮气保护下降至室温。用广角和PA6产生的络合作用阻碍了PA6中氢键的形成，XRD仪收集2为10。～40。的衍射图。采用铜靶为使PA6分子链排列规整度降低，结晶能力降低，从X射线源，工作电压为50kV，电流为35mA