超韧耐磨MC尼龙的制备及性能研究.pdf

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1、陈绮虹，等：超韧耐磨MC尼龙的制备及性能研究15超韧耐磨MC尼龙的制备及性能研究术陈绮虹林轩周红军(湛江师范学院基础教育学院，湛江524037)(仲恺农业工程学院化学化工学院，广州510225)摘要以聚醚、纳米炭黑等作为单体浇注尼龙(MC尼龙)的改性剂，采用原位聚合法制备了超韧耐磨MC尼龙，并对其性能进行了表征。结果表明，聚醚、纳米炭黑配合使用可大幅度提高MC尼龙的韧性和耐磨性；随聚醚用量的增加，MC尼龙的断裂伸长率、缺口冲击强度提高，而拉伸强度、密度、硬度和磨耗体积降低。关键词MC尼龙聚醚增韧耐磨单体浇注尼龙(MC尼龙)是一种新型的工程塑1．2仪器及设备料，具有力学性能好、

2、减震耐磨、耐腐蚀、自润滑、耐超声清洗仪：SB3200型，上海新芝生物技术研油脂、耐化学药品、使用温度范围较宽等优点，正逐究所；步替代铜、铝、钢铁等多种金属材料广泛应用于纺电热鼓风干燥箱：CS101—2型，重庆银河实验织、橡胶、石化、轧钢、矿山机械、汽车等工业部门。仪器有限公司；但由于MC尼龙含有强极性的酰胺基团且结晶度旋片真空泵：2XZ一2型，浙江黄岩求精真空泵高，导致其存在韧性较差、耐磨性偏低等缺点，因而厂；限制了其应用范围。因此，开展MC尼龙的增韧改电液式万能试验机：WAD一10型，上海华龙测性和提高其耐磨性研究既具有理论意义，又有实用试仪器有限公司；价值。冲击试验机：x

3、JJ一5型，承德试验机有限公司；MC尼龙的增韧改性方法主要有3种：第一种磨耗试验机：WML一76型，江苏江都市真威试是通过加人增塑剂，改变MC尼龙的形态相结构进验机械有限公司；行物理改性；第二种是通过嵌段共聚方法对MC不锈钢模具：200mmx200mmx40I／ira和200尼龙进行化学改性，即采用一种端基已被活化了的mm×200mm×20mm，自制。“长链活性剂”，并以此引发己内酰胺的阴离子聚1．3试样制备合，最终获得聚酰胺嵌段共聚物；第三种是通过(1)将一定量的聚醚装入干燥的三口烧瓶中，加入无机纳米粒子，对MC尼龙进行增强增韧改在真空度大于0．1MPa和温度110—120

4、℃下抽真性一。空脱水，加入一定配比的TDI，搅拌反应一定时间，笔者同时采用第二种和第三种方法，以聚醚得到异氰酸根封端的大分子活化剂。(起增韧作用)和纳米炭黑(起耐磨、增强增韧作用)(2)将己内酰胺装入干燥的三口烧瓶中，加热作为MC尼龙的主要改性剂，用原位聚合法制备MC熔融，在真空度大于0．1MPa和温度110～130℃尼龙／聚醚嵌段聚合物／炭黑复合材料，在前期实验下，抽真空脱水至出现大气泡，然后解除真空，加入的基础上，固定炭黑含量为0．25％，考察聚醚用量定量的NaOH，继续抽真空脱水至出现大气泡，再抽对材料性能的影响。10rain，解除真空，加入炭黑色浆，再加入大分子活1实

5、验部分化剂，搅拌均匀，浇注入经160~C预热的模具中，恒1．1原材料温反应30rain，自然冷却至室温，脱模，即得到MC聚醚：分子量2000，日本三菱化学株式会社；尼龙复合材料。己内酰胺：工业级，中国石化股份公司巴陵分公1．4测试表征司；拉伸性能按GB／T1040—2006测试；NaOH：分析纯，汕头市光华化学厂；甲苯二异氰酸酯(TDI)：分析纯，上海试剂一广东省教育部产学研结合项目(2010B090400152)、广东省科厂；技计划项目(B2008010600013)纳米炭黑：粒径约50nm，德国德固赛公司。收稿13期：201105—0916工程塑料应用2011年，第39卷

6、，第7期缺口冲击强度按GB／T1043—2008测试；低，拉伸强度下降。尽管炭黑的加入可提高MC尼磨耗体积按GB1689—1998测试。龙的拉伸强度，但由于其加入量很少，难以起到明显2结果与讨论增强效果。2．1聚醚用量对复合材料力学性能的影响(3)聚醚用量对断裂伸长率的影响(1)聚醚用量对缺口冲击强度的影响图3为复合材料的断裂伸长率与聚醚用量的关图1为复合材料的缺口冲击强度与聚醚用量的系曲线。由图3可见，复合材料的断裂伸长率随聚关系曲线。由图1可见，复合材料的缺口冲击强度醚用量的增加而提高。当聚醚质量分数大于l5％随聚醚用量的增加而提高。当聚醚的质量分数大于时，复合材料的断裂

7、伸长率大于200％(未断)，其变15％时，复合材料已冲不断，由此说明聚醚对MC尼化规律与冲击强度一致。龙的改性效果非常好。复合材料的缺口冲击强度随着聚醚用量的增加迅速提高，这主要是嵌入聚醚柔＼性链所引起的，在聚醚改性MC尼龙中，引入聚醚链瓣段，增加了内旋转的0一c单键数量，整个分子链可量以出现更多的构象，柔性增加；另一方面，在嵌段共墙聚MC尼龙的分子结构中，聚己内酰胺硬段与聚醚软段问存在化学键，MC尼龙微晶区之间由软段连接，起着吸收、分散能量和缓冲作用，因而复合材料圈3复合材料的断裂伸长率与聚醚用量的关