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塑胶原料助剂对尼龙6/晶须硅复合材料力学性能的影响研究  

2011-12-16 15:39:49|  分类: 高分子复合材料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【摘要】本文研究了相容剂MAH-g-POE、硅烷偶联剂等各种助剂及其组合协同对尼龙6/晶须硅新型复合材料拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等各种力学性能的影响,结果表明,助剂对复合材料的综合力学性有较为明显的提高改善作用。

  【关键词】尼龙6/晶须硅MAH-g-POE硅烷偶联剂力学性能

  【中图分类号】TB332【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)11-0023-01

  尼龙6是一种应用广泛的工程塑料,常使用玻璃纤维对其进行改性,但玻璃纤维对尼龙的改性存在着流动性差、玻纤易外露、收缩率高、成本较高等不足。[1]针对玻璃纤维对尼龙改性材料的不足,刘涛、[2]李玉林[3]等相继开发了具有较好的流动性和表面光洁度、成本也更低的尼龙6/晶须硅新型复合材料,但研究发现简单使用晶须硅改性对提高尼龙6复合材料的力学性能收效甚微!

  本文分别研究了相容剂MAH-g-POE、硅烷偶联剂等各种助剂及其组合对尼龙6/晶须硅新型复合材料力学性能的影响,发现它们对复合材料的综合力学性能起到明显的改善作用。

  一、实验部分

  1.实验原料

  (1)尼龙6,牌号:M2400,产地:广东省新会美达锦纶股份有限公司。

  (2)晶须硅,牌号:MA462D,产地:四川绵阳正业新型材料有限公司。

  (3)接枝马来酸酐POE,牌号:KT-9,产地:广州市合诚化学有限公司。

  (4)硅烷偶联剂,牌号:HK-550,产地:杭州沸点化工有限公司。

  2.制备工艺流程

  尼龙6、晶须硅

  MAH-g-POE或/和硅烷偶联剂

  二、结果与讨论

  1.相容剂MAH-g-POE对尼龙6/晶须硅复合材料力学性能的影响

  本实验采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(MAH-g-POE)作为相容剂,用于改善尼龙6/晶须硅复合材料的力学性能,实验结果见表1。

  由表1可知,加入了相容剂MAH-g-POE的尼龙6/晶须硅复合材料的综合力学性能明显优于没有加MAH-g-POE的。而且随着MAH-g-POE用量的增加,虽然材料的弯曲强度略有下降,但冲击强度和弯曲模量都在逐步提高,拉伸强度则先提高后下降,在MAH-g-POE用量为5份时达到最大值80.38 MPa,故单用相容剂MAH-g-POE改性,用量为5份时复合材料的综合力学性能较优,此时相容剂能通过提高晶须硅的分散度并借助分子间的键合力粘合两相界面,使呈热力学不相容的共混物成为相容的共混物,从而提高复合材料的综合力学性能。

  2.硅烷偶联剂对尼龙6/晶须硅复合材料力学性能的影响

  表2列出了硅烷偶联剂含量对尼龙6/晶须硅复合材料性能的影响,从表2可以看出,在尼龙6/晶须硅复合材料中加入硅烷偶联剂可以使材料的力学性能得到进一步的提高。这是因为偶联剂在无机相和有机相之间起到“架桥”的作用,形成较强的界面结合。随着MAH-g-POE用量的增加,复合材料的弯曲强度和弯曲模量都在逐步提高,而冲击强度和拉伸强度则先增大后减小并在硅烷偶联剂用量为6份时达到峰值,故单用硅烷偶联剂改性,其用量为6份时复合材料的综合力学性能较优。

  3.MAH-g-POE、硅烷偶联剂协同使用对尼龙6/晶须硅复合材料力学性能的影响

  表3为单一使用MAH-g-POE或者硅烷偶联剂与两种助剂协同使用时尼龙6/晶须硅复合材料的力学性能的比较。由表3可见,从提高复合材料最主要的力学性能指标即拉伸强度和冲击强度来考虑,显然MAH-g-POE、硅烷偶联剂协同使用比只单独使用其中一种时对尼龙6/晶须硅复合材料的综合力学性能具有更好的提高和改性效果。

  三、结 论

  第一,助剂MAH-g-POE或硅烷偶联剂都可以提高尼龙6/晶须硅新型复合材料的综合力学性能,单独使用时其适宜的用量分别为5份和6份。

  第二,MAH-g-POE、硅烷偶联剂协同使用对尼龙6/晶须硅复合材料综合力学性能的提高和改善作用比单独只使用一种要好,当二者按5份/6份的比例协同加入时,可使代表复合材料主要力学性能指标的拉伸强度和冲击强度分别提高到95.27 MPa和5.75 KJ/M2。

  参考文献

  1 陈光明、李 强、漆宗能等.尼龙6复合材料的研究进展[J].高分子学报,1999(12):11~13

  2 刘 涛.晶须硅在PA6改性中的应用研究[J].塑料工业,2005(5):16~17

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