酚醛树脂改性纳米蒙脱土填充PA6的制备及性能研究.pdf

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1、赖登旺，等：酚醛树脂改性纳米蒙脱土填充PA6的制备及性能研究21酚醛树脂改性纳米蒙脱土填充PA6的制备及性能研究赖登旺杨军王进刘爱学谭美军(1．湖南工业大学包装新材料与技术重点实验室，株洲412000；2株洲时代新材料科技股份有限公司，株洲412000)摘要分别if-,j用经十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)、酚醛树脂(PF)表面改性的纳米蒙脱土(MMT)填充聚酰胺(PA)6，研究了不同表面改性剂及其用量对PA6的力学性能、热性能和吸水性的影响。结果表明，经OTAC改性的纳米MMT和经PF改性的纳米MMT对PA6的热性能改善效果有限，但有利

2、于提高PA6的刚性和降低吸水性。PF改性纳米MMT对PA6的改性效果优于OTAC改性纳米MMT，当PF改性纳米MMT的质量分数为3％时，材料的拉伸强度、弯曲强度和维卡软化温度分别比纯PA6提高了12．3％、58．8％和2％，吸水率降低0．5％。关键词聚酰胺6酚醛树脂表面改性热性能吸水性力学性能聚酰胺(PA)具有优异的韧性、良好的耐磨性和有限公司；自润滑性，但是普通PA的刚性、耐热性、制品的尺维卡软化温度测试仪：WKW一300型，长春智寸稳定性不佳，吸水性也较大。为了改善这些性能，能仪器设备有限公司。用蒙脱土(MMT)特别是有机MMT来改性

3、PA6是近1．3试样制备年来研究的热点【-51。然而，由于MMT的疏水性及(1)PF改性MMT的制备其在聚合物体系中剥离的局限性，使MMT在聚合在避光和氮气保护下，将甲醛和苯酚按一定比物体系中很难分散均匀，导致对聚合物体系的增强例混合，再加入纳米MMT，机械搅拌30min，升温至效果有限。笔者根据MMT的表面特征、片层结90～1O0℃后加入酸催化反应30min，再加碱中和。构及酚醛树脂(PF)分子刚性大、呈硬脆性等特点，用去离子水和无水乙醇多次洗涤、过滤，干燥、研磨、创新性地利用PF对MMT进行插层剥离和包覆，采过筛得到PF改性MMT。用

4、熔融共混法制得PA6／PF包覆MMT复合材料，研(2)不同表面改性剂改性MMT填充PA6的制究了PF包覆MMT对该复合材料力学性能、热性能备和吸水性的影响，并与经十八烷基三甲基氯化铵称取一定量OTAC改性纳米MMT或PF改性纳(OTAC)改性纳米MMT所制PA6复合材料的性能米MMT，将其与纯PA6粒料分别按不同配比混合，进行对比。在100~C高速混合机中混合30rain。混合料于1实验部分1lO℃真空干燥箱内干燥24h后用双螺杆挤出机挤1．1原材料出造粒，挤出温度控制在250～260cIC。将粒料注塑PA6：YH一800，岳阳巴陵石化化

5、工化纤有限公制得标准试样。司；1．4性能测试OTAC改性纳米MMT：江西固康新材料有限公缺口冲击强度按GB／T1043—2008测试；司：拉伸性能按GB／T1040—1992测试；苯酚、甲醛：分析纯，市售。弯曲性能按GB／T9341—2000测试；1．2仪器、设备维卡软化温度按GB／T1633—2000测试；高速混合机：SJ—GH型，青岛浩赛特塑料机械吸水性按GB／T1034—1998测试。有限公司；2结果与讨论双螺杆挤出机：CTE一35型，英国Malvern公2．1不同表面改性剂改性纳米MMT对PA6力学司；性能的影响万能力学性能测试仪

6、：JYw—l7型，深圳新三图1示出不同表面改性剂改性纳米MMT对思材料检测有限公司；冲击试验机：XJJ一50型，深圳新三思材料检测收稿日期：2009．10．2022工程塑料应用2010年，第38卷，第1期PA6力学性能的影响。从图1可以看出，无论曲强度则比OTAC改性纳米MMT填充PA6要高。OTAC改性纳米MMT还是PF改性纳米MMT均使当改性MMT的质量分数为10％时，PF改性纳米PA6的拉伸强度、弯曲强度大幅提高，使断裂伸长MMT填充PA6的拉伸强度达到80MPa，而OTAC率、缺口冲击强度显著下降。这是由于MMT经有改性纳米MMT

7、填充PA6仅为67MPa。当PF改性机化表面处理后，其与PA6能更好地紧密结合，有纳米MMT的质量分数为3％时，其填充PA6的拉伸利于成核结晶和强度的提高。但却使PA6分子链强度、弯曲强度分别比纯PA6提高12．3％、58．8％。的柔顺性降低，从而使材料的韧性下降。这是由于PF与PA6的结合力比偶联剂OTAC更强，除了分子问氢键的作用力外，F的苯环与酰胺基之间可形成共轭体系，而苯环的存在使分子链不能内旋转，因此赋予PA6分子链很大的刚性。2．2不同表面改性剂改性纳米MMT对PA6热性能的影响图2示出不同表面改性剂改性纳米MMT对PA6热性

8、能的影响。从图2可以看出，OTAC改性改性纳米MMT质量分数／％(a)纳米MMT使PA6的维卡软化温度明显下降。这是因为纳米MMT的加入破坏了分子链的规整性和分子链问氢键的形成，使PA6的结晶