蒙脱土改性低熔点尼龙6结构与性能的研究
混方式对尼龙6 EVA 纳米蒙脱土复合材料性能影响的研究
共混方式对尼龙6/EVA/纳米蒙脱土复合材料性能影响的研究陈川，吴唯*，曹世强，陈军（华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237）摘要：通过改变共混加料顺序，并使用极性有机化蒙脱土，制备了尼龙/EVA-g-MAH/蒙脱土共混材料；研究了蒙脱土种类、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）接枝状况以及共混加料顺序，对尼龙6/EVA/蒙脱土共混材料力学性能和热学性能的影响。
结果表明，尼龙6中加入极性较强的有机化蒙脱土，并使EVA接枝马来酸酐（MAH），对尼龙6冲击韧性的改性效果明显。
采用母料法制备PA6/EVA-g-MAH/有机化蒙脱土材料，可使蒙脱土主要有效分散到尼龙6相或EVA相中时，增韧效果最好，拉伸和弯曲强度的损失最小。
关键词：尼龙6；乙烯-醋酸乙烯共聚物；纳米蒙脱土；共混方式中图分类号：TQ323.6 TQ325.5 文献标识码：A 文章编号：1005-5770（2010）01-Effects of Blending Methods on the Properties of Nylon 6/EVA/MMA compositesCHEN Chuan, WU Wei, CAO Shi-qiang, CHEN Jun(School of Materials Science and Engineering, East China University of Technology, Shanghai 200237, China) Abstract：Through changing the order of blending and material feeding and use the organic montmorillonite, nylon 6/EVA-g-MAH/montmorillonite composites was prepared. The effects of the types of the montmorillonite, EVA grafted conditions and the blend feeding ways on the mechanical property and thermal properties of Nylon 6/EVA/MMA composites were studied. The results showed that the notched Izod impact strength of the nanocomposit exhibited a great reinforcement by adding the hydrophilic organoclay and EVA-g-MAH. The composites was prepared by masterbatch process, the MMA could be dispersed into nylon 6 phase or EVA phase better, and got the best toughness effect, also reduced the tensile and flexure strength to the minimum.Keywords：Nylon 6; EVA; Nano-montmorillonite; Blending Method乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）对尼龙6（PA6）具有明显的增韧效果[1]，基于EVA与PA6的结构差异很大，不少学者致力于研究两者相容性的改善 [2-5]。
PA6／蒙脱土复合材料结构与性能的研究
Ｓｕ ｙｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｒ ｐ ｒｉ ｆＰ ／ ｎ ｍｏ ｉ ｏ ｉ ｏ ｏ ｉ ｓ ｔｄ ｎ Ｓ ｒ ｃｕ ｅａ ｄ Ｐ ｏ ｅ ｔ ｓｏ Ａ６ Ｍｏ ｔ ｒ ｌｎ ｔ Ｃ ｍｐ ｓｔ ｅ ｌ ｅ ｅ
Ｈｕ ｎ ｎ ｉ ａ ｇ Ｌｉｌ ｎ Ｚ ａ ｇＪ ｎ ｈ ｎ ｕ Ｚ ａ ｇ Ｙｉｇ ｉ ｈ ｎ ｎ ｙ Ｗ ａ ｇ Ｙｏ ｇ ｎ ｎ
尼龙 （ Ａ） 层 复合 材 料 ， Ｐ 插 已成 为 材 料改 性
研究 的新 方 向Ⅲ 。本 研 究 以尼 龙 ６ Ｐ ） 基 （ Ａ６ 为
双螺 杆挤 出 机 ， 京 杰 恩特 公 司 ； ２ １ ０型 塑 南 Ｆ Ｖ一３
料成 型 注塑机 ， 华东 机械 公 司 ； 锥形 量热仪 ， 国 英 Ｆ Ｔ 公 司 ； ｘＲ 型 Ｘ 射 线 衍 射 仪 ，日 本 Ｔ Ｍａ — Ａ Ｒｉａ ｕ公 司 ； Ｅ １ ０ Ｅ 型 透 射 电 镜 、 Ｅ ｇｋ Ｊ Ｍ一２ ０ Ｊ Ｍ一 ２ ０Ｅ ０ ０ Ｘ型扫 描 电镜 ， 日本 Ｊ ＯＬ公 司 。 Ｅ
尼龙6／纳米蒙脱土复合材料制备及性能研究
５
一
项 目
参
数
般 的复合 材料 制 备 大 都采 用 间 歇 聚合 ， 很
配方水添加量 ， ％
乳 化 时 间／ ｈ
舳 ｍ ： ２ ∞
难 解决 粉体 材料 的 分散 问题 ， 影 响 材料 的后 加 工
前聚合压力／ ＭＰ ａ 前聚合温度／ ℃ 后聚合压力／ ＭＰ ａ
—
院化 学 研 究 所 合 作 开 发 Ｐ Ａ ６ ／ 纳 米 有 机 蒙 脱 土 （ Ｏ Ｍ ＭＴ ） 复合 材料 ， 通过 和 Ｐ Ａ ６基 体 的 插 层 共
聚， 形成 剥离 型 Ｐ Ａ ６ ／ 纳米 Ｏ ＭＭ Ｔ复合 材 料 ， 以改 善材料 的力 学性 能 Ｊ 。
一
３ ４ ２ Ｏ ； 昌
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ ． ０ ０ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ． ０ ０ ３ ４ ． ０ ４
尼龙 ６ （ Ｐ Ａ ６ ） 纤 维 是 聚酰胺 纤 维 的主 要 品种
合设 备有 限公 司产ຫໍສະໝຸດ ； 西１ ３ ３ ｍｍ Ｐ Ａ ６连 续 聚 合 装
己内酰 胺 ： 工业级 ， 德国 Ｂ Ａ Ｓ Ｆ公 司产 ； 纳 米 Ｏ ＭＭＴ ： 经 活化处 理 ， 中 国科学 院化 学研 究所产 。
１ ． ２ 设 备
作者简介 ：李红尽 （ １ ９ ６ ８ 一） ， 男， 工程 师 ， 从事化 纤研发 工 作 。Ｅ ． ｍ ａ ｉ ｌ ： Ｌ ｉ ｈ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ｎ １ ２ ＠１ ０ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
之一 ， 其 强 度高 ， 耐磨性好 ， 耐疲劳 强度 高 ， 广泛 应 用于服 用 、 工业 、 国防 等各 方 面 ， Ｐ Ａ ６工 业 丝 可 作 为轮胎 及其 他橡 胶 制 品主 要 的 骨架 材 料 … ， 但由 于纯 Ｐ Ａ ６纤 维 模 量 低 ， 热 稳 定 性 不好 ， 其 应 用 受 到一 定 的限 制 。为 提 高 Ｐ Ａ ６纤 维 的力 学 性 能 及
尼龙66／蒙脱土纳米复合材料的绿色阻燃和力学性能
将 １ 纯钠 基 蒙脱 土加入 到 ５０ｍＩ ０ｇ高 ０ 的四 口 烧瓶 中 ， 入 ３０ｍＬ蒸 馏 水 ， 搅 拌 器 缓 慢 搅 拌 ， 加 ０ 用
并用 电热 套加 热 。将 ４ｇ十 六烷 基 三 甲基 溴化 铵 加
入到 烧杯 中 ， １ ０ｍＩ蒸馏 水 加 热使 之 溶 解 ， 用 ０ 待水 温 升至 ８ ０℃时 ， 此 溶液加 入 到装 有蒙 脱土 的 四 口 将
力学 性能 ， 未经 过有 机 化处 理 的 蒙 脱 土 容 易在 聚 合
色化 方面转 化口 ） 相关 研 究 表 明 ， 。 聚合 物 ／ 脱 土 蒙
信实 验仪 器有 限公 司 。
１ ２ 蒙脱 土 的有 机化 ．
纳米 复合材 料较 纯 聚 合 物 在 力学 性 能 、 稳 定 性 方 热 面都 有改 善 ， 单靠 蒙脱 土 的加 入 不 能满 足 材 料 的 但
瓶内， 搅拌 恒 温 一 定 时 间后 静 置 分 层 。 去 澄 清 液 除
体， 得到 白色 絮状 沉 淀 ， 加 水 洗 涤 抽 滤 数 次 ， 至 再 直
在 滴加 质量 浓度 为 １ Ａｇ 溶 液时 ， ＮＯ 上层 溶液 无
淡 黄色 Ａｇ ｒ 淀为 止 。所得 絮状 白色 沉淀 转 移 到 Ｂ沉
维普资讯
尼龙 ６ ／ 蒙脱土纳米 复合材料 的绿 色阻燃和力学性能 ＊ ６
李 巧玲 王 亚 昆 毛 文 英 杨 晓 峰 韩 红 丽 ， ， ， ，
（ ．中北 大 学 化 学 系 。 西 太 原 ０ ０ ５ ；２ １ 山 ３ ０ １ ．中 国 兵 器 工 业 新 技 术 推 广 研 究所 ， 京 １０ ８ ） 北 ０ ０ ９
尼龙6纳米复合材料的合成及表征
２００７年第７期河北企业应用技术目前，有关尼龙６纳米复合材料的研究多集中于蒙脱土种类、含量和结晶温度等对结晶行为的影响，而有关热历史对尼龙６纳米复合材料热性能的影响报道却很少。
笔者着重研究了韧化温度、韧化时间、冷却速率等热历史对尼龙６纳米复合材料中尼龙６多晶结构的影响，以了解热历史如何影响尼龙６纳米复合材料的热性能。
一、主要原材料及制备工艺尼龙６：型号为ＳＦ１０１８Ａ，相对分子质量为１８０００，由ＵＢＥ工业有限公司生产；改性蒙脱土：ＮａｎｏｍｅｒＲＩ．３０ＴＣ。
将尼龙６和蒙脱土在１００℃真空干燥４８小时后，以９５∶５的质量比混合，经双螺杆挤出机（ＬｅｉｓｔｒｉｔｚＭｉｃ１８／Ｇ１－３０Ｄ）挤出两次，样品被切割成小粒后８０℃真空干燥２４小时，然后放入恒温加热器中，在氮气保护下于２６０℃加８ｍｉｎ以消除样品热历史，最后将样品在室温下自然冷却。
二、行为表征改良型差示扫描量热法用于测试样品的热转变行为，测试在氮气保护条件下进行，升温或冷却速率均５℃／ｍｉｎ。
热历史研究包括韧化温度、韧化时间和冷却速率。
改良型差示扫描量热法要按标准程序校准温度及热损失，每个样品只能测试一次。
采用广角Ｘ射线衍射仪对样品的多晶行为进行表征。
三、结果与讨论１．由纯尼龙６与尼龙６／蒙脱土纳米复合材料的总的热流曲线可知，当样品从室温加热至２８０℃时，纯尼龙６样品只在２２０．８℃出现一个对应于α晶体的热转变峰；而纳米复合材料ＮＭＮ５样品则出现三个不同的热转变峰：一个尖峰，两个肩峰，其中２２０．３℃处最尖的吸热峰为尼龙６的α－型晶体热转变峰，２１３℃不太明显的宽峰为尼龙６的γ－型晶体的热转变峰，这说明蒙脱土中层状硅酸盐起到了异相成核作用，有利于γ－型晶体的形成。
另外，实验中还发现，所有的纳米复合材料ＮＭＮ５样品均在１９５℃左右出现一个较小的放热峰，有报道说这个小峰可能是由于样品在韧化处理过程中晶体与非晶体两相间焓变造成的。
但我们的实验结果并不支持这种观点，因为在可逆ＭＤＳＣ谱图中仍然检测到了此峰的存在。
蒙脱土对尼龙66熔融与结晶行为的影响
高聚物 ， 本文 用 Ｄ Ｃ研 究 了蒙 脱 土对 尼 龙 ６ 熔 融 Байду номын сангаас结 晶行 为 的影 响 。 Ｓ ６
１ 实 验 部 分
１ １ 原 料 、 品及 其制 备 ． 样
尼龙 ６ ， 对 粘度 ３ ２ ， 中国神 马集 团尼龙 ６ ６相 ．２（ ６盐 有 限公 司 ） 。有 机 蒙 脱 土 ， 简称 有 机 土 ， 其制 备 方 法 见文 献 ［ ］ 钠 基 蒙脱 土 ， 国科 学 院 化学 研究 所 提 供 ， 径 ４ ｚ 简称 原 土 。 ２。 中 粒 ０／ ｍ， 尼 龙 ６ ／ 脱 土 纳 米 复 合 材 料 的制 备 方 法 见 文 献 ［ ］ 按 质 量 分 １ ０份 尼 龙 ６ ６蒙 ２， ０ ６中含 有 机 土 １ ５ 、、
２ ０— ２０ ０ ２０ —５收 稿 ，０ ２ ０— ２修 回 ２ ０ — ３２ 河南 省 杰 出 青 年 基 金 和 河南 省 高 等 院 校 创 新 人 才 基 金 项 目
通 讯 联 系 人 ： 诚 身 ， ， ９ ９年 生 ， 士 ， 授 ； ｍａｌｚ ｕ￥ ＺＵ ｅｕ ｃ 研 究 方 向 ： 分 子 结 构 与性 能 朱 男 １５ 博 教 Ｅ— ｉ ｈ ｃ＠ Ｚ ．ｄ ．ｎ； ： 高
朱 诚 身 吕励 耘 何 素 芹 王 留 阳 康 鑫 郭 建 国
（ 州 大 学 材 料 工 程 学 院 郑 州 ４ ０ ５ ） 郑 ５ ０ ２
PVC_低熔点尼龙6共混物力学性能的研究
第36卷第3期2007年6月贵州工业大学学报(自然科学版)JOURNAL OF GUIZHOU UNIVERSITY OF T ECH NOLOGY(Natural S cience Edition)Vol.36No.3June.2007文章编号:1009-0193(2007)03-0001-04XPVC/低熔点尼龙6共混物力学性能的研究鲁圣军1,2,熊传溪2,董丽杰2,于杰3(1.贵州大学材料科学与冶金工程学院,贵州贵阳550003;2.武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;3.国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳550014)摘要:采用(苯乙烯/马来酸酐)无规共聚物(R-SM A)为增容剂制备低熔点尼龙6(uPA6)与PVC共混材料,研究了SMA和uPA6的加入量对PVC/uPA6共混物力学性能的影响。
结果表明,SMA是PVC/uPA6体系的有效增容剂,SMA的加入能使uPA6在PVC中的分散相尺寸降低,大幅度提高PVC/uPA6的力学性能。
关键词:低熔点聚酰胺6;聚氯乙烯;形态;性能中图分类号:T B332文献标识码:A0前言聚氯乙烯是一种具有价廉、阻燃、绝缘等优良特性的通用塑料,提高PVC的冲击强度和耐热性是其工程化的发展方向。
PVC同其他性能相对优良的聚合物材料特别是工程塑料共混是一条实现PVC工程化有效途径。
酰胺是常用的工程塑料之一,具有良好的综合性能。
PVC/尼龙合金综合了PVC和尼龙的优良性能,具有较高的耐腐蚀性、耐磨性、耐燃性和良好的综合力学性能。
强度及加工性能,将大大提高PVC及PA6两种塑料的应用领域,并且为回收废尼龙、聚氯乙烯制品提供了可能的新途径[1-2]。
但PVC的热稳定性差且尼龙的加工温度比PVC的加工温度高得多,这成为PVC/尼龙合金制备的最大障碍。
美国杜邦包装与工业聚合物公司[1-2]和美国Cybertech聚合物公司[3]分别采用不同的增容剂成功地实现了PVC与尼龙的共混,并推出了PVC/尼龙合金系列产品。
尼龙6物理改性技术研究进展
第１１期 收稿日期：２０１８－０３－３１作者简介：孙彩虹（１９６９—），女，山东聊城人，副高级工程师，主要从事化工工艺及化工新材料研究。
尼龙６物理改性技术研究进展孙彩虹１，毕静利１，张艳君１，孙 丽２（１．鲁西化工集团股份有限公司，山东聊城 ２５２０００；２．聊城市国土资源局，山东聊城 ２５２０００）摘要：着重从增强改性、增韧改性、阻燃改性、共混改性等４个方面综述了尼龙６在近些年来改性技术研究现状。
关键词：尼龙６；增强改性；阻燃改性中图分类号：ＴＱ３４２＋．１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１１－００５５－０２ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＰｈｙｓｉｃａｌＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＮｙｌｏｎ６ＳｕｎＣａｉｈｏｎｇ１，ＢｉＪｉｎｇｌｉ１，ＺｈａｎｇＹａｎｊｕｎ１，ＳｕｎＬｉ２（１．ＬｕｘｉＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ ２５２０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＬｉａｏｃｈｅｎｇＢｕｒｅａｕｏｆＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ ２５２０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｏｎｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｙｌｏｎ６ｆｒｏｍｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈａｓＲｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｆｌａｍｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｂｌｅｎｄｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｙｌｏｎ６；ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｆｌａｍｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ 尼龙６（ＰＡ６）由己内酰胺通过水解聚合，或阴离子聚合，或固相聚合而得，是聚酰胺中产量最大的品种之一。
PA6／蒙脱土纳米复合材料的力学性能研究
双螺杆 挤 出机 ： Ｓ Ｊ２ Ｔ Ｓ－ ５型 ， 晨光 塑料 机械研 究
热 变 形温度 按 照 Ｇ ／ ４ ＿ ０ 试 。 ＢＴ １３—２ ４测 ６ ０
２ 结 果与讨 论 ２ １ 纳米 复合 材料 的 Ｘ Ｄ 分析 ． Ｒ
过季胺盐改性 ， 纳米蒙脱土的加入都可以使 Ｐ ６的 Ａ 拉伸弹性模量和拉伸强度得到较大幅度 的提高， 并 降低 了材料的断裂伸长率。其 中， 未改性蒙脱土的
真空干燥 ２ 。将质量分 数 ３ 的蒙脱 土与 Ｐ ６ ４ｈ ％ Ａ
收稿 日期 ：０ １０ ６ ２ １－８２
李丹 ， ：Ａ６ 等 Ｐ ／蒙脱土纳米复合材料的力学性能研究
２ｌ
７ － 混合料在双螺杆挤 出机 中熔融挤 出造粒后 ， 注塑成 ［８的研究结果是一致 的。这也说明两种季胺盐可 以有效地对蒙脱土进行改性 ， 使其转变为亲油性 ， 从 标 准试样 。
１ ． 性 能测试 ４
拉伸性 能按 Ｇ ／ ０ ０ １９ 测试 ， ＢＴ １４ － ９ ２ 拉伸速度
为 ５ｍｍ／ ｎ； ｍｉ
而可以与聚合物基体 良好共混 。 ２２ 纳 米复合 材料 的 力 学性 能 ． 表 １ 出纯 Ｐ ６ 列 Ａ 及其与蒙脱土形成 的纳米复
合 材 料 的 力 学性 能 。从 表 ｌ 以看 出 ， 论 是 否经 可 不
型， 日本 日 电气公司； 立 扫 描 电子 显微 镜 （Ｅ Ｓ Ｍ）： ５０型 ， ￥７ 日本 日立 电
熔体插层制备尼龙6_蒙脱土纳米复合材料的性能表征
＊1997-06-23收稿,1997-08-21修稿;国家自然科学基金资助课题;＊＊通讯联系人熔体插层制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能表征＊刘立敏 乔 放 朱晓光 漆宗能＊＊(中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室 北京 100080)陈国庆(大庆石油管理局实业公司 大庆 163453)摘 要 通过熔体插层成功地制备了尼龙6/蒙脱土纳米复合材料,测试了力学性能、耐热性能和耐溶剂性.通过T EM 、WAXD 、DSC 等手段,研究了结构与结晶行为,并与插层聚合的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料进行了对比.实验表明通过熔体插层可使尼龙6基体插层于蒙脱土中,所得到的复合物的性能较尼龙6有很大提高,且与插层聚合的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能相当.关键词 熔体插层,纳米复合,蒙脱土,尼龙6插层复合是制备高性能复合材料的有效手段之一,它是将高分子插层于层状结构的硅酸盐填料中,如蛭石、云母、蒙脱土[1,2]等.蒙脱土由1nm 厚的硅酸盐片层组成,片层中间吸附有可交换的K +、Ca 2+、Mg 2+、Cs +等离子,片层间距一般在0.96～2.1nm 之间变化[3].插层剂进入硅酸盐片层之间,可使片层间距扩大,在随后的聚合加工过程中可剥离为纳米片层均匀地分散于聚合物基体中,因而得到的纳米复合材料具有不同与一般复合材料的物理力学特性.插层复合一般有两种方式,单体预先插层于层状结构的填料中然后聚合成高分子,或者高分子在溶液中或聚合物熔体直接插层于层状结构填料中[4].熔体插层是应用传统的聚合物加工工艺制备纳米复合材料的新方法,这种方法不需任何溶剂,工艺简单,易于工业化应用.由于无机填料表面能比有机高分子材料表面能高很多,因而在加工过程中易聚集成团,难以达到均匀分散.为此,本文通过对填料进行插层处理,改善了其与高聚物基体之间的相容性,并利用受限空间内的力化学作用加强了基体与填料之间的相互作用,从而使熔体插层制备纳米复合材料成为可能.我们选用经特定插层处理的钠基蒙脱土作为填料,高聚物选用尼龙6,以双螺杆挤出机制备了尼龙6/蒙脱土纳米复合材料,研究了复合材料的结构、组成与性能.1 实验部分1.1 原材料蒙脱土,中国科学院化工冶金研究所提供,粒径40～70μm ,阳离子交换容量为第3期1998年6月高 分 子 学 报ACTA PO LYM ERICA SINICA No .3Jun .,1998304100meq /100g 土.蒙脱土的插层处理参见文献[5].尼龙6,扬州有机化工厂产品,相对粘度为2.5.1.2 复合材料的制备尼龙6在90℃下经鼓风干燥12h 后真空干燥6h .按配方将不同比例的蒙脱土和尼龙6混匀后在双螺杆挤出机上挤出,造粒干燥后注射成标准样条.1.3 性能测试1.3.1 力学性能测试 在英国产Instron 1122型万能试验机上按ASTM D618标准测试拉伸性能.用CSS -1101型试验机按ASTM D790标准测试弯曲性能.冲击强度在XJ -300A 型冲击试验机上按AS TM D265标准测试.热变形温度用RW -3型热变形试验仪按ASTM D648标准测试.1.3.2 X -射线衍射 为研究插层前后蒙脱土层间距变化和蒙脱土对尼龙6结晶行为的影响,用日本理学D /max -RB 型12KW X -射线衍射仪连续记谱扫描.CuK α辐射,后单色管,管电压40KV ,管电流30mA ,扫描速度2°/min ,扫描范围1～40°,样品尺寸为1cm ×1cm ×0.1cm .1.3.3 示差扫描量热法(DSC ) 用Perkin -Elmer DSC7型热分析仪测量尼龙6在插层前后的热焓变化及结晶温度的变化,扫描范围80℃～250℃,扫描速度5℃/min .1.3.4 透射电镜(TEM ) 用日立H -800型透射电镜观测了插层前后硅酸盐片层厚度的变化,加速电压100KV ,低电子束流小于10mA .制样采用冷冻超薄切片.1.3.5 Molau 实验[6～8] 用Molau 实验考察熔体插层后尼龙6基体与蒙脱土之间结合作用的强弱,取0.8g 试样颗粒分别置于试管中,加入8m L 甲酸,静置一周,观察其乳化现象.2 结果与讨论2.1 力学性能本文测试了不同蒙脱土含量的尼龙6/蒙脱土纳米复合物的力学性能.表1列出了蒙脱土含量为4.2w t %时的测试结果,并与尼龙6的性能作了对比.由表中数据可见,复合材料的热变形温度(HDT )由纯尼龙6的62℃升高到112℃,屈服强度是尼龙6的1.35倍,弯曲强度提高了60%,弯曲模量提高了70%,增强效果明显超过了传统共混复合材料的增强幅度,且冲击韧性基本保持.与插层聚合的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料[9]相比,性能相当.图1～4是尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能随蒙脱土含量变化的情况.由图1可见,蒙脱土含量在10w t %以下时,热变形温度随蒙脱土的含量呈线性迅速增加,当蒙脱土含量在10w t %以上时,热变形温度的变化趋于缓和.复合材料的力学性能与蒙脱土含量间的关系与之类似.弯曲性能(如图2示)在蒙脱土含量约为3w t %时达到最大值,蒙脱土含量再增加,弯曲性能变化不大,基本上是一个平台.蒙脱土含量在10w t %以下时,拉伸模量(见图3)与蒙脱土含量之间近似呈线性关系,蒙脱土含量再增加,拉伸模量的增加幅度也有所降低.图4是复合材料的缺口冲击强度与蒙脱土含量的关系曲线,可见,冲击强度随蒙脱土含量升高略有下降,但降低不多,冲击韧性基本保持.3053期刘立敏等:熔体插层制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能表征由以上结果可知,蒙脱土在含量很低时,就有很强的增强作用,且不损伤其冲击韧性,表明填料与基体间存在很强的相互作用,这种强的增强作用可归因于蒙脱土晶片在尼龙6基体中纳米尺度的分散.综合考虑蒙脱土对尼龙6各项性能指标的改善作用可知熔体插层制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料时,蒙脱土的最佳用量为5%～10w t %.T able 1 Properties of nylon 6/montmorillon ite nanocompos itesProperties Nylon 6/Mont .Nan ocomp osites (4.2w t %)Nylon 6Yi eld strength (MPa )91.368.2Tens il e mod ulus (GPs )4.13.0Fl exural Strength (MPa )15093.5Fl exural Mod ulus (GPa )4.22.4Notched iz od impact stren gth (J /m )26.028.0Heat distortion temperature (℃)112621.82MPa Fig .1 The heat distortion temp erature of n ylon 6/mont .n anocomposites Fig .2 The flexible prop erties of nylon 6/mont .nanocomposites Fig .3 The tens ile modulu s of n ylon 6/mont .nan ocomp osites Fig .4 The notched Izod impact strength of nylon 6/mont .n anocomp osites306高 分 子 学 报1998年2.2 蒙脱土对尼龙6晶型的影响尼龙6是一种多晶型聚合物,通常有α和γ两种晶型,其结晶状况和热历史有很大关系,不同的结晶条件所得到的晶型分布是不同的[10～12].通常尼龙6以α晶型存在,其晶区中分子链完全伸展,亚甲基链段和酰胺基团处于同一平面内,分子链之间由氢键连接,成为平面片层.γ晶型通常是不太稳定的晶型,分子链间的氢键方向接近于垂直碳骨架平面,连接成打褶的片层.我们通过对熔体插层制备的尼龙6/蒙脱土复合材料进行WAXD 研究,发现蒙脱土的引入对尼龙6的晶型有很大影响.Fig .5 X -ray d iffraction s cans for :(a )n ylon 6;(b )n ylon 6/mont .(anneal ed );c )n ylon 6/mont .(unann ealled )图5是填充与未填充尼龙体系的WAXD 实验结果.纯尼龙体系显示两个典型的α晶体的衍射峰.填充体系则在衍射角2θ=21.5°处出现了一个非常明显的γ晶的(110)面的衍射峰.对退火前后的试样作对比可发现:未退火的试样仅有一γ晶衍射峰,退火后的试样(消除了热历史的影响)的谱图不仅具有一个γ晶(110)面的衍射峰,而且出现了两个α晶的典型衍射峰,说明蒙脱土的加入有促进γ晶生成的作用.X -射线衍射结果还表明,随蒙脱土含量的增加,试样的WAXD 谱图中的γ晶的衍射峰逐渐加强,由此可推断蒙脱土在尼龙6结晶过程中起到了异相成核作用.2.3 熔融和结晶行为Fig .6 DSC cooling scans of samples (a )nyl on 6;(b )nyl on 6/mont .10w t %;(c )nylon 6/mont .5w t %;(d )nyl on 6/mont .3w t %;(e )nylon 6/mon t .1w t %Fig .7 The in flu ence of clay content (w t %)on nylon 6/mont .comp osites 'relative crystall in ity an d s upercoolingextent 将两种体系的尼龙6熔融后以10℃/min 的速度冷却到室温,DSC 结果(见图6)表明所有试样均呈现单一放热峰,但峰形和结晶温度均发生了明显变化.蒙脱土的加入使尼龙6的结晶温度提高,结晶峰宽度变窄,表明蒙脱土在尼龙6的结晶过程中起到了异相成核作用,使尼龙6的结晶速率提高.蒙脱土含量与尼龙6结晶度和过冷度的关系如图7所示,可见,蒙脱土对尼龙6的结晶度影响不大,对过冷度的影响则较大,蒙脱土含量很低时3073期刘立敏等:熔体插层制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能表征(1w t %),过冷度就由0.22降低到0.15,蒙脱土含量继续增加,过冷度变化不大.Fig .8 DSC heating scan ing of s amp les :(a )nylon 6;(b )nylon 6/mont .composites DSC 升温扫描显示(见图8),纯尼龙只有一个α晶型晶体的熔融峰,熔体插层后的试样则表现为熔融双峰,较高的峰对应于α晶型晶体的熔化,较低的峰对应于γ晶型晶体的熔融峰[5,13],这与WAXD 的结果是一致的.2.4 X -射线衍射研究通过X -射线衍射测试了蒙脱土片层插层前后层间距的变化.图9是蒙脱土及其复合材料的衍射曲线.蒙脱土含量为10.5%时,蒙脱土的衍射峰向小角方向移动,由熔体插层前的5.7°减小到2.48°,根据Bragg 公式,2dsin θ=λ可计算出硅酸盐片层间的距离由原来的1.55nm 增加到3.68nm .这表明尼龙6的高分子链在熔融挤出过程中已进入到硅酸盐片层之间使层间距发生了膨胀.当蒙脱土含量为10%以下时,没有观测到衍射峰的移动,而衍射角为5.7°的衍射峰强度大大降低,由此说明蒙脱土的片层被撑开得更大,有可能被解离成纳米片层而无规分散于尼龙6基体中.Fig .9 X -ray d iffraction s cans for :(a )mont .;(b )nylon 6/mont .(10.5w t %)Fig .10 The disp ers ion of samples in theformic acid sol u tion s :(a )NCH ;(b )n ylon 62.5 分散相纳米结构表征为进一步研究蒙脱土与基体之间的相互作用,通过Molau 实验测试了复合材料在甲醇溶液中的溶解和抽提状况.图10是甲酸溶解实验的结果,尼龙6/蒙脱土纳米复合材料中的蒙脱土以胶体形式均匀稳定分散于甲酸溶液中,蒙脱土不沉降、不分相.经甲酸抽提的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的蒙脱土的红外光谱图上仍有明显的N —H (1540cm -1)、308高 分 子 学 报1998年C —O (1640cm -1)和N —H (3300cm -1)吸收峰.以上结果说明复合材料中蒙脱土的粒径足够细以致不沉降,而且蒙脱土与尼龙6基体之间有强的相互作用,填料与聚合物基体间的界面作用得到很大改善.用透射电镜进一步观测了蒙脱土片层在尼龙6基体中的分散情况,见图11.图中的白色亮区是聚合物基体,黑色暗区是分散在尼龙6基体中的蒙脱土片层,可见蒙脱土片层均匀分散于尼龙6基体中,经统计计算片层厚度为20～50nm .为进一步细观蒙脱土片层的细微结构,我们采用高分辨率的透射电镜进行了观测(图12),可见其结构与未插层的硅酸盐类似,但片层间距大大增加,计算得知片层间距为2～5nm ,远大于硅酸盐片层本身厚度,说明高分子链已插入片层之间,硅酸盐片层被撑开,这与WAXD的研究结果是一致Fig .11 Thetransmis sion electron micrograph ofthe nylon 6/mont .nanocomposites Fig .12 The high resolution transmiss ion electron micrograp h of nylon 6/mont .nanocompos ites 的;在图12中还可看到由几个硅酸盐片层构成的片层结构,它们相当于十几个纳米厚的硅酸盐片层.由此可见,在熔体插层过程中不仅尼龙6的高分子链能插层进入片层之间使其发生膨胀,而且蒙脱土片层能被剥离成纳米尺寸的片层无规分散于高分子基体中.从以上实验结果可知,通过熔体插层使蒙脱土在尼龙6基体中达到了纳米尺度的分散,形成了聚合物基纳米复合材料.REFERENCES1 Wu J ,Lern er M M .Chem Mater ,1993,5:85～932 Qiao Fang (乔 放),Li Qiang (李 强),Qi Zongneng (漆宗能).Polymer Bull etin (高分子通报),1997,(3):135～1433 Sun Weilin ,Wang Tieju n ,Liu Qingw ang .The Chemical and Physical Prop erties of Clay .Beijing :Geological Press ,1992.58～604 S heel D ,Bu rnside ,Emmanual P .Giannels Chem Mater ,1995,7(9):1597～16025 Li Qiang (李 强),Zhao Zhud i (赵竹第),Ou Yuchun (欧玉春),et al .Acta Pol ymer Sinica (高分子学报),1997,(2):188～1936 Molau G E .J Polym Sci ,A3:1965,4235～42397 Macknight W J .Polym En g &Sci ,1985,25:1124～11328 Yu Z Z ,Ou Y C ,Feng Y P .Chinese J Polym Sci ,1993,11(1):59～639 Qi Zongn eng (漆宗能),Li Qiang (李 强),Zh ao Zhudi (赵竹第),et al .CHINA p atent ,CN96.105,362.3.1996-12-253093期刘立敏等:熔体插层制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能表征310高 分 子 学 报1998年10 Holmes D R,Bunn C W,Smith D J.J Polym Sci,1955,17:159～17311 Bradury E W,Brow n L,Elliott A,et al.Polymer,1965,6:465～47112 Mu tsu m asa Kyotan i,Shicenobu Mitsuhashi.J Pol ym Sci,1972,10:1497～150813 Du Qiangguo(杜强国),Wang Ronghai(王荣海),Chen Wenj ie(陈文杰),et al.Polymeric Materials Science& Engineering(高分子材料科学与工程),1991,(3):28～35PREPARATION AND PR OPERTIES OF NYLON6/MONTMORRINITE NANOC OMPOSITES BY MELT INTERC ALATION PR OCESSLIU Limin,QIAO Fang,ZHU Xiaoguang,QI Zong neng(S tate Key La bo ra t ory of Engine ering P las tics,Ins titute of Ch em istry,Chines e Academy of Sci enc es,Beijing 100080)CHEN Guoqing(Da qing Petrol eum Managing Bureau,Da qing 163453)A bstract The Ny lon6/montorillonite nanocomposites are successfully prepared through melt intercalation process.The crystallization behavio r of nanocomposites is studied by means of WAXD and DSC.The results show that the nanocomposites have a crystal structure and crystallization behavior different from that of Nylon6.The presence of clay in the nanocomposites increases the crystallization temperature of Ny lon6,narrow s the w idth of the crystalline peak and inducesγcrystalline form.Mechanical property testing show s that the nanocomposites is superior to Nylon6in terms of heat distortion temperature,tensile streng th and modulus without sacrificing its impact strength.The performance improvement of the composite at low filler content is superior to that of conventional counterpart composites.This is due to the nanoscale effect and the strong interaction between Nylon6m atrix and montmo rillonite interface as revealing in X-ray diffraction,transmission electron microscopy and Molau testing.Key words Melt intercalation,Nanocomposites,Nylon6,Montmo rillonite。
有机蒙脱土对PA6／PP合金体系的作用机制和材料性能的影响
１２ 材料 制备 方法 － 将马 来酸 酐接 枝 聚丙烯 （ Ｐ ）和 Ｐ ６ Ｐ， ＭＡ Ｐ Ａ ，Ｐ
Ｏ ＭＭＴ按 一 定配 比混 合 ，并采 用 双螺 杆挤 出机 混 炼
造粒 ，烘 干后 注 塑成 测试 性 能样条 。混炼 造粒 使 用 南 京科 亚 塑料 机 械公 司生 产 的 Ｔ 一 ３ 双 螺 杆挤 Ｅ ４型
方 面 的研 究 工 作 ，为 Ｐ ６的 发 展 奠 定 了重 要 的基 Ａ
础。
随着 Ｏ Ｍ Ｍ Ｔ添加量的增加 ，复合体系的拉伸强
度 逐渐 增 大 ，当 其 质量 添 加 量 为 ５ ％时 ，拉 伸 强 度
从 未 添加 时 的 ６ ． Ｐ 增 加到 ６ ． Ｐ ，并 达到 最 ２５ Ｍａ ８ Ｍａ ２
Ｇ Ｔ Ｃ 的 Ｔ Ｓ ２０ 测量 完成 。 ＯＥＨ Ｃ － ００上
１４ 形态 学研 究 ．
Ｐ ６是一 种重 要 的工程 塑料 ，具有 良好 的综 合 Ａ 性 能 。特别 是具 有拉 伸 强度 高 、摩擦 系数 小 、润 滑
将试 样 的 冲击 断 面真 空镀 金后 ，用 日立 Ｓ ４０ 一 ５ 型 扫描 电镜 （Ｅ Ｓ Ｍ）进 行断 面形态 观察 。
２１ Ｐ ６Ｐ ／ Ｐ ／ ＭＭＴ复合 体 系的性 能 ． Ａ ／ＰＭＡ ＰＯ
在 ＭＡ Ｐ的质 量 含 量 为 １ ％ ，Ｐ Ｐ ０ Ｐ的 质 量 含 量
为 ２％的条件 下 ，考 察 了 Ｏ ０ ＭＭＴ添 加量 与复合 体系 性 能 的关 系 。
共混 、复合 、共聚等多种方法对其进行 了大量改性
出机 ，在 温 度 为 ２ ０ｏ ０ Ｃ，２ ０ｏ ２ Ｃ，２ ５℃ ，２ ０℃ ， ３ ３
２２ Ｐ ６Ｐ ／ Ｐ ／ＭＭＴ复 合 体 系 的 Ｓ Ｍ 形 态 ． Ａ ／ＰＭＡ ＰＯ Ｅ
尼龙6／不同分子量的聚苯乙烯寡聚体修饰蒙脱土纳米复合材料的制备与性能测试
ｐｅ ａ ｄ ｙｍ ｌｂ ｎ ｉ ｔｉ ｓｒｗｅｔ ｄｒ ｎ ｊｃ ｏ ｏ ｉ ． ｈ ｆ ｃ ｆ ｏ ｃ ｌ ｅ ｈ ｏ ｅ ｈｒ ａ ｒ ｒ ｅ ｌ ｄ ｇｉ ａ ｗｎ ｃｅ ｒ ｅ ｄｉ ｅｔ ｎｍ ｌ ｎ Ｔ ｅ ｆ ｔｏ ｌ ｕ ｒ ｉ ｔｎｔ ｅｍ ｌ ｐ ｅｂ ｔ ｅ ｎ ｎ － ｘｕ ａ ｎ ｉ ｄ ｇ ｅｅ ｓ ｍ ｅ ａ ｗ ｇ ｈ ｔ
Ｓｙ ｈ ｓｓ ａ ｄ ｏ ｅ ｔｅ ｓｓ ｏ ｎｔ ｅ ｉ ｎ Ｐｒ ｐ ｒｉｓ Ｔｅ ｔ ｆＰＡ６ ＯＭ Ｍ Ｔ ｎ ｃ ／ Ｎａ ｏ ｏｍｐ ｓｔ ｓ ｏ ｉｅ
Ｑ ＵＤ － ｕ ，Ｓ ｈ ｎ－ ｅ ｌ ｅ ｙｅ ＵＳ ｅｇｐ ｉ
（ ｏｌｇ ｆ ｈ ｍｉｒ ｎ ｈ ｍｉａ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ，Ｈｕ ａ ｒ ｌ ｉｅｓｙ ｈ ｎ ｓａ４ ０ ８ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｅｏ ｅ ｓ ｙａ ｄＣ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｅ Ｃ ｔ ｉ ｎ ｎＮｏｍａ Ｕｎｖ ｒｉ ，Ｃ ａ ｇｈ １０ １ ｈｎ ） ｔ
ｐｅ ａｅ ｈｏ ｇ ｏｕｉ ｎｅｃ ｌｔ ｎ （ ｒｐ ｒｄ ｔｒｕ ｈ ｓｌｔ ｎ ｉｔｒａａｉ ｏ ｏ Ｍｎ＝ ０ ， ２ ５ ０， ５ ０ ｏ） １４ ０ ０ ０ ．Ａｎ ｈ ｎ Ｐ ／ ｄ ｔｅ Ａ６ ＯＭＭＴ ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓｔｓ ｗ ｒ ａ ｏ ｏ ｏｉ ｅｅ ｅ
ｓａ ｉ ｔ ｎ ｃ ａ ｉ ａ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｈ ｂ ａｎ ｄ Ｐ ／ ｔ ｂｌ ｙ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅｔｅ ｆ ｔｅ ｏ ｔｉ ｅ Ａ６ ＯＭ ＭＴ ａ ｏ ｏ ｏ ｉｅ ｒ ｉｖ ｓｉａｅ ．Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｉ ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓｔｓ ｗｅ ｅ ｎ ｅ ｔ ｔｄ ｈ ｘ ｅｉ ｎ ａ ｇ ｒｓ ｌ ｒ ｍ ｅ ｕｔ ｆｏ ＴＧＡ ｎ ｃ ａ ｉａ ｅ ｔ ｇ ｈ ｖ ｎ ｉａｅ ｈ ｔａ ｌ ａ ｉｇ ｏ ％ ｍｏ ｔ ｒｌ ｎ ｔ ｉｈ ｗａ ｄｆｅ ｙ ｓ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎｃ ｔｓｉ ａ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｔａ ｏ ｄ ｎ ｆ３ ｌ ｎ ｎ ｍｏｉｌ ｉ ｗｈ ｃ ｓｍｏ ｉ ｄ ｂ ｏ ｅ ｉ ｐ ｌｓｙ ｌｑ ｔｒ ａ ｙ ａ ｏｙ ｔｒ ｕａｅｎ ｒ ｍｍｏ ｉｍ ｓａ ｌｃ ｌ ｉｈ ｆ２ ０ ａ ｈ ｗｎ ｒｍ ａｋ ｂ ｅ ｔ ｅ ａ ｔｂ ｌｙ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｙ ｎｕ ｔａ ｍｏｅ ｕ ａ ｗｅｇ ｔｏ ５ ０ ｈ ｓｓ ｏ ｅ ｒ ａ ｌ ｈ ｒ ｌｓａ ｉ ｔ ｎ ｃ ａ ｉａ ｒ ｍ ｉ ｌ ｐ ｐ ｒｉｓｃ ｍｐ ｒ ｄ ｔ ｉｇｎ Ｐ ． ｏ ｔ ｒ ｅ ｅ ｏ ａ ｅ ｏ ｖｒ ｉ Ａ６ Ｋｅ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｓ： ｏ ｇ ｎｃ ｍｏ ｉ ｅ ｎ ｍｏ ｉ ｏ ｉ ｒ ａ ｉ ｄｆ ｄ ｍｏ ｔ ｒｌ ｎ ｔ ｎａ ｏ ｏ ｏ ｉ ｉ ｌ ｅ； ｎ ｃ ｍｐ ｓｔ ｐ ｐ ｒｙ ｅ； ｒ ｅ ｏ ｔ
蒙脱土_尼龙6复合材料的阻燃性能和力学性能
第30卷第4期2009年8月 青岛科技大学学报(自然科学版)Jo urnal of Qing dao U niver sity o f Science and T echno lo gy (N atural Science Edition)V ol.30N o.4A ug.2009文章编号:1672-6987(2009)04-0345-04蒙脱土/尼龙6复合材料的阻燃性能和力学性能谷慧敏,张 军*,黄林琳(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042)摘 要:通过挤出注塑的方法制备了尼龙6(PA6)/蒙脱土插层复合材料,并考察了材料的阻燃性能和力学性能。
结果表明,红磷加入PA 6/OMM T 复合材料后,无熔滴现象并且阻燃级别达到FH -1;当有机蒙脱土用量为质量分数5%~7%时,该复合材料的综合性能较好。
关键词:蒙脱土;尼龙6;燃烧性能中图分类号:T Q 323.6 文献标识码:AFlame Retardancy and Mechanical Properties ofPA6/Montmorillonite CompositesGU Hu-i min,ZHANG Jun,HUANG Lin -lin(Key Laboratory of Rubber -Plastics ,M in istry of Education,Qin gdao University of Science and Techn ology,Qingdao 266042,China)Abstract:M ontmor illonite/Nylo n6com posites w ere pr epared by extrusion -injectio n mo deling metho d.Flam e retardancy of the composites w ere characterized by therm al g rav ity analy sis,limited ox yg en index,and U L94plastic com bustion testing ,w hiletheir mechanical properties w ere studied by impact testing.The results show ed that the PA6/OM MT com po sites with addition of red phosphorus can pass the UL94test and ex -hibit the best pr operty combinations w hen the mass fraction of OM MT is betw een 5%~7%.Key w ords:montmorillo nite;Ny lon6;com bustion proper ty 收稿日期:2007-11-26作者简介:谷慧敏(1982~),女,硕士研究生. *通讯联系人.近年来,聚合物/蒙脱土复合材料作为一种高效能改性材料的研究迅速兴起[1-2]。
蒙脱土改性尼龙6性能的研究
蒙脱土改性尼龙6性能的研究
刘振宏;王静江;张吉图;袁晓燕
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2008(022)0z3
【摘要】采用熔融插层法,通过双螺杆熔融挤出制备尼龙6(PA6)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,测定其拉伸强度和模量、弯曲强度和模量、冲击强度等性能.结果表明,当复合材料中蒙脱土质量分数为2%时得到的PA6/MMT复合材料综合力学性能最佳.
【总页数】3页(P118-119,129)
【作者】刘振宏;王静江;张吉图;袁晓燕
【作者单位】天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;中国石油辽阳石化分公司,辽阳,111003;中国石油辽阳石化分公司,辽阳,111003;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072
【正文语种】中文
【相关文献】
1.聚氨酯/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能Ⅰ.水基端羟基阳离子聚氨酯改性蒙脱土 [J], 訾少宝;马景松;刘晋禹;王民轩;李再峰
2.偶联剂KH-550修饰蒙脱土及MC尼龙/蒙脱土复合材料的制备与性能研究 [J], 陈海群;王海靖;朱俊武;杨绪杰;陆路德;汪信
3.环氧树脂改性聚乳酸/低熔点尼龙6/蒙脱土纳米复合材料结构与性能 [J], 李明专;胡孝迎;何敏;于杰;王彩红;鲁圣军
4.共插层剂改性蒙脱土制备尼龙1010/蒙脱土纳米复合材料 [J], 何素芹;杜萍;朱诚身;康鑫
5.BMI树脂/蒙脱土纳米复合材料——(Ⅰ)烯丙基三苯基溴化改性蒙脱土的制备及性能 [J], 陈勇;林起浪;赵俭波;李金土
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
蒙脱石尼龙6纳米复合材料制备及性能研究
蒙脱石/尼龙6纳米复合材料制备及性能研究余丽秀王秋霞田国锋张健斌吴彬摘要蒙脱石/尼龙6纳米复合材料是性能优异、用途广泛的矿物-聚合物复合材料，本文简要介绍了熔体挤出法蒙脱石/尼龙6纳米复合材料制备、性能、影响因素及应用前景。
关键词蒙脱石尼龙6 熔体挤出纳米复合材料制备性能1 前言纳米复合材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料，由于其纳米分散相比表面积大并同基体有强的结合或偶联作用，因此，在力学、热学、电磁学、光学和气体阻隔性能等方面较常规无机填料／聚合物复合材料有明显的提高，并且具有一些特殊的性能，是近十年来迅速发展的新型功能材料，是当今材料学科的研究热点，其制备技术涉及非金属矿物加工、高分子材料形成的交叉学科领域，其用途广泛[1]。
蒙脱石/尼龙6纳米复合材料用蒙脱石结构是以二个硅氧四面体夹一个铝氧八面体构成单位晶胞，并在二维方向上连接成片、在Z轴方向以一定厚度堆积而成的层状矿物，主要存在于膨润土、累托石等层状或混层状硅酸盐粘土矿物中，能直接或提纯后使用。
由于蒙脱石四面体中的硅被铝、八面体中的铝被镁同晶置换，使片层表面具有过剩的负电荷，并通过层间吸附Na+、K+、Ca2+、Mg2+等阳离子达到晶胞电荷平衡。
因而从晶层微观结构看，形成了平衡的双电层结构。
由于层面的负电性，层间阳离子很容易被其它无机或有机阳离子置换。
可用做阳离子交换的有机物种类很多，但不同结构、性能的有机阳离子应用对复合材料基体有不同的要求，其矿物改性和复合材料制备工艺均有较大差别，使得有机化改性蒙脱石成为品种众多、变化复杂、应用面广的矿物功能性材料。
用于复合材料制备的改性蒙脱石由于其层间距增大，在同聚合物单体、聚合物溶液或聚合物熔体混合时，很容易剥离成纳米尺度的基本单元，并均匀分散于聚合物基体中。
蒙脱石/尼龙6纳米复合材料是改性蒙脱石用于聚合物纳米复合材料系列效果显著的品种之一，其制备工艺分为熔体挤出法、熔体聚合法（又分两步法、一步法），其中熔体挤出法纳米复合材料具有性能适中、价格低廉、使用量大和便于推广等特点，为功能矿物材料首选大量、经济的用于矿物/聚合物纳米复合材料制备提供了可能[2]。
尼龙6性能及其分子量对力学强度影响汇总
郑州大学姓名：田富成学号：20110680226 学院：力学与工程科学学院专业：工程力学论文题目：尼龙6性能及其分子量对力学强度影响指导教师：李倩职称：教授2013年11月08日摘要尼龙6(PA6)是一种综合性能优良的工程塑料。
本文主要叙述了尼龙6纳米复合材料的性能和制备方法,以及插层剂对复合材料的综合性能影响。
对不同分子量尼龙6纳米复合材料的力学性能、结晶性能、流变性能进行了综述。
介绍了蒙脱石/尼龙6纳米复合材料制备、性能。
关键词:纳米复合材料尼龙6 分子量蒙脱石介绍尼龙6又叫PA6，聚酰胺6，其结构式为1力学性能聚合物/粘土纳米复合材料的力学性能优于纤维增强聚合物体系,因为层状粘土可以在二维方向上起到增强作用,无需特殊的层压处理。
它比传统的聚合填充体系质量轻,只需少量的粘土即可具有很高的强度、韧性及阻隔性能。
而常规纤维、矿物填充的复合材料需要高得多的填充量,且各项指标还不能兼顾。
在粘土含量很少的情况下(小于5%),日本丰田中央研究所合成的尼龙/粘土纳米复合材料(NCH)、尼龙与粘土共混物(NCC)的强度和模量均比PA6显著提高,并且材料的冲击强度并没有象传统填充聚合物那样下降川。
当加人二胺后,材料的断裂伸长和冲击强度增大,并随着二胺含量的增加而增加,而材料的强度和模量稍有下降(和NCH相比)。
这主要是因为加人二胺后,部分粘土片层由于二钱离子的作用而成柱状排列,因此降低了粘土片层和PA6的相互作用面积,所以材料的机械性能有所下降。
2结晶性能PA6是一种多晶型聚合物,粘土对PA6的晶型影响很大。
Dsc结果表明PA6cN中纳米层状粘土起成核剂的作用。
粘土的加人影响成核的机理和PA6晶体的生长。
且PA6CN的结晶度随冷却速率的增大而增大。
粘土在PA6中能促进下晶型的生成,而且随着粘土含量的增加,下晶型的结晶衍射峰逐渐增强。
3流变性能PA6CN的熔体粘度取决于母体树脂PA6的相对分子质量和粘土的加入量。
聚丙烯／尼龙6／蒙脱土纳米复合材料的加工流变性能和微结构研究
线 衍射 （ Ｒ 及 正 电子淹 没 寿命 谱 （ Ａ Ｓ 等 方 法研 究 了材料 的微 观 结构 ， Ｘ Ｄ） ＰＬ） 结果 表 明 ， 入相 容 剂 加
ＭＰ Ｐ后 ， 料 的 自由体 积 浓度 显著 降低 ． 均 孔 洞 大 小则略 有 增加 ， 与 ＭＰ 材 平 这 Ｐ与 基体 分子 间较 强
展 了大量 的研 究 。 到 目前 为止 ， 究 的重 点 主要 但 研
集 中在 以单 一 聚合 物作 为 基 体 的 Ｐ Ｓ上 ， 以两种 Ｌ 或两 种 以上 热 塑性 聚 合 物 等为 基体 的纳 米 复合 材
料 的研究 还 比较 少见 ｌ 】 ｌ。 ｌ Ｉ ２
点 ， 也存 在 吸水 性 大 、 但 吸水 后 冲击 强 度 和弹 性模
维普资讯
第 ５期 ２０ ０ ６年 １ Ｏ月
纳
米
科
技
Ｎ ， ｏ５ Ｏｃｏ ｅ ２ ０ ｔｂ ｒ ０ ６
Ｎ ｎ ｓ ｉ ｎ ｅ＆ Ｎ ｎ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｏｃｅ ｃ ａ ｏｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
聚丙烯／ 尼龙 ６蒙脱土纳米复合材料的 ／ 加工流变性能和微结构研究
王 茜 ， 陈 菇 ， 方 鹏 飞 ， 汪 大 海 ， 王 少阶
（ 汉大 学物 理科 学 与技 术 学 院 ． 湖 北 武汉 武 ４０７ ） ３ ０ ２
蒙脱土的结构、性能及其改性研究现状
蒙脱土的结构、性能及其改性研究现状杨科;王锦成;郑晓昱【摘要】通过不同的表征方法,对蒙脱土的结构和性能进行综述.分别从无机、有机、无机/有机等3个方面分析了蒙脱土改性的研究现状,对蒙脱土优化和改性提出了相关的建议,并对其应用前景作出了展望.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2011(025)001【总页数】6页(P65-70)【关键词】蒙脱土;结构;改性【作者】杨科;王锦成;郑晓昱【作者单位】上海工程技术大学化学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化学化工学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】O634.4纳米复合材料起源于80年代初期,是指其中至少一相以纳米级尺度(＜100 nm)分散在另一相中的两相材料.纳米材料由于其具有极大的比表面积,从而产生了一系列的特有效应,如表面效应、体积效应和量子隧道效应等,为新型聚合物材料的制备提供了一条新途径[1].蒙脱土(MMT)是一类典型的层状硅酸盐非金属纳米矿物.由于其具有分散性、膨胀性、吸水性和价格低廉等特点而被广泛应用,在聚合物材料中直接添加无机蒙脱土,由于其相容性较差,制备出的复合材料往往难以达到实际应用的要求,因此,需要对其进行优化与改性[2].改性后的蒙脱土添加于聚合物基体中,蒙脱土本身具有的无机物刚性、热稳定性、尺寸稳定性等,与聚合物具有的弹性、可加工性等结合,可制备出具有特殊性能的新型聚合物复合材料,为蒙脱土的工业化应用奠定了基础[3-4].1 蒙脱土的结构与性能蒙脱土属于蒙脱土族,已有11种矿物属于蒙脱土族:皂土、滑间皂土、锂皂土、锌皂土、斯皂土、贝得土、钠脱土、蒙脱土、锂蒙脱土、铜蒙脱土和铬蒙脱土等.从内部结构来看,又可将其分为蒙脱土亚族(二八面体)和皂土亚族(三八面体)两种类型.1.1 晶体结构图1为无机蒙脱土的晶体结构示意图.由图可见,整个结构片层厚约1 nm,长宽约100 nm,其分子结构中包含3个亚层,即1个铝氧八面体亚层和2个硅氧四面体亚层,通过共价键连接于各亚层之间.这种紧密堆积的四面体和八面体,促使其内部晶格间具有高度、有序的排列结构[5-6].图1 无机蒙脱土的晶体结构Fig.1 Crystal structure of MMT图2为扫描电镜照片.观察图2可知,蒙脱土晶体一般呈不规则片状,属单斜晶系;颜色为白色带浅灰,有时带浅蓝或浅红色,光泽暗淡;同时可见,钠基蒙脱土端面无卷曲现象,表面结构平坦且规整.这种特殊的晶体结构使得蒙脱土具有许多特性,如具有较好的分散性、吸附性、离子交换性、膨胀性和悬浮性等[7].图2 无机蒙脱土的扫描电镜照片Fig.2 SEM images of MMT图3(a)为无机蒙脱土的傅里叶红外光谱图.600 cm-1附近为硅氧四面体(Si-O)和铝氧四面体(Al-O)的弯曲振动峰;1030 cm-1处为Si-O的伸缩振动峰;1640 cm-1处的吸收峰为蒙脱土片层之间吸附的Na+特征峰;3620～3650 cm-1处为-OH的伸缩振动峰,这是由于钠蒙脱土片层间少量松结合水和紧密结合水共同作用的缘故.可见,蒙脱土内多为无机成分.图3(b)为蒙脱土的X-衍射图谱.根据Bragg方程2dsin θ=nλ,可以计算出天然蒙脱土的层间距约为1.4 nm[8].图3 无机蒙脱土的红外光谱图和X-衍射谱图Fig.3 FT-IR spectrum and XRD pattern of MMT1.2 晶体性能图4为无机蒙脱土的热稳定性能,其热失重过程可以分为3个阶段:第一阶段从室温到100℃,这一阶段存在着2%的微弱失重,主要是其表面吸附的游离水挥发而造成的;第二阶段从100～200℃,这一阶段的失重约为7%,主要是由于蒙脱土片层间失去物理或化学吸附水的缘故;第三阶段从200～600℃,这一阶段失重现象不明显,是由于构成蒙脱土片层的主要成分为无机硅酸盐,其热稳定性能相对较高,使得无机蒙脱土表现出很好的热稳定性[9].图4 无机蒙脱土热失重谱图Fig.4 TGA spectrum of MMT图5 无机蒙脱土氮气吸附-脱附曲线Fig.5 N2adsorption-desorption curves of MMT无机蒙脱土的吸附性能如图5所示.该等温线是具有典型Ⅱ型特征的等温吸附曲线.由deBoer吸脱附回环形状进一步分类可知,其具有B型或B型复合型吸附回线特征,说明蒙脱土的孔道具有多层平行板的结构特征.在液氮温度(-196℃)下,吸附等温线在相对压强(p/p0)＞0.42之后,开始出现缓慢上升的趋势,以及明显滞后回归的现象,这是由于蒙脱土结构中存有较多的中孔和大孔道,导致其具有毛细孔凝聚和多层吸附的功能[10].2 蒙脱土的改性为了进一步提高蒙脱土的质量,同时能够更好地满足实际应用需求,需要对蒙脱土表面进行改性处理或者优化操作.按所使用改性剂种类的不同,其改性方法大致可分为3大类:无机改性、有机改性和有机/无机复合改性.2.1 无机化改性2.1.1 酸改性酸改性主要是用硫酸、盐酸、磷酸,或它们的混合酸对蒙脱土进行洗涤,或者在一定的温度条件下,将加有酸的蒙脱土悬浮液加热一段时间;也可以采用以AlCl3,FeCl3和ZnCl2等金属卤化物为主的路易斯酸试剂,通过烷基化反应,达到酸处理的效果.酸处理时,通过相互之间的物理或化学反应,使蒙脱土层间的Na+,K+,Ca2+和Mg2+等阳离子转变成为相应酸的可溶性盐类,溶出后使片层间的结合力减弱,层间晶格裂开,层间距得以扩大,可显著提高蒙脱土的比表面积和吸附能力[11].处理后的蒙脱土具有优异的催化和吸附性能,可广泛应用于无碳复写纸、油品脱色、污水处理和催化剂载体等领域[12].王晓立等[13]采用路易斯酸AlCl3对蒙脱土进行表面改性处理,制备出固体酸催化剂,并将其应用于醇类的乙氧基化反应中,产物组成分布窄,选择性好,且工艺简单、环保.2.1.2 无机盐改性无机盐改性是蒙脱土层间阳离子与加入的一种或多种无机金属水合阳离子,通过进行离子交换反应,从而达到改性效果.用于蒙脱土改性的盐类主要有铝盐、锌盐、镁盐、铜盐等.图6为蒙脱土的无机柱撑过程示意图.交换过程中无机盐阳离子可平衡硅氧四面体上负电荷,它和层间溶剂同时作用,可使蒙脱土剥离成较薄的片层结构[14].图6 蒙脱土无机柱撑示意图Fig.6 Inorganic pillared of MMT1—MMT结构单元;2—可交换阳离子;3—插层后聚合羟基金属阳离子;4—柱撑氧化物Cooper等[15]用聚合的Al3+和Fe3+盐对蒙脱土进行表面改性,并用改性蒙脱土对水中的微量元素Cd,Zn,Cu,Ni和 Pb进行吸附.研究发现,改性蒙脱土的表面吸附能力明显得到提高.2.1.3 钠化改性天然蒙脱土按其层间参与交换阳离子的种类不同可分为锂基、钠基、钙基、氢基等蒙脱土.以钙基蒙脱土为主,但其相对产品附加价值较低,性能较差[16].相比而言,钠基蒙脱土具有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、黏性、胶质性、润滑性、热稳定性,以及较高的热干压强度和湿压强度.李永伦等[17]应用焦磷酸钠、碳酸钠、多聚磷酸钠作为改性剂,对钙基蒙脱土进行钠化改性,并对改性效果加以比较.结果表明,多聚磷酸钠的改性效果要更好一些,这是由于多聚磷酸钠既可提供改性用的Na+,又可以提供改变蒙脱土晶片电性的阴离子,使端、面相互排斥,从而增大层间距,有利于蒙脱土在溶剂中的分散.朱湛等[18]采用微波处理法对钙基蒙脱土进行钠化改性.结果表明,微波处理既有利于其自身的活化,又方便了试验操作;蒙脱土的干粉处理效果优于水浆处理,微波处理对于干粉钠化具有更好的活化促进作用.2.2 有机化改性由于蒙脱土的表面亲水性处理不利于其在有机相中的分散及对有机物的吸附,因而在蒙脱土用于高分子材料等有机体系之前,一般要对其进行有机化改性.实现蒙脱土表面的疏水化,便于其与有机物的分散、吸附和结合.常用的有机改性剂主要有烷基铵盐、聚合物单体、偶联剂和有机酸等[19].2.2.1 有机季铵盐改性长链烷基季铵盐有机阳离子能通过离子交换反应进入蒙脱土片层,使其表面的亲水性降低,此时有机离子上的烷基长链覆盖于片层表面上,亲油性大大提高.根据相似相容原理,改性后的有机蒙脱土与聚合物的结合力得到加强.同时,片层间规则性排列着较长的烷基分子链,可使层间距进一步扩大,从而有利于大分子链和聚合物单体插层到蒙脱土片层间,制备出性能更为优异的聚合物/蒙脱土纳米复合材料.王锦成等[20]采用十八烷基三甲基溴化铵和双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵等有机插层剂对无机蒙脱土进行有机化改性.图7给出了一个简单的插层过程示意图.采用傅里叶红外光谱分析仪(FT-IR)、X线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)和热重分析(TGA)等分析了有机蒙脱土的结构与性能.结果表明:不同种类的有机插层剂对蒙脱土的层间距、比表面积,以及热稳定性能均有不同程度的提高.图7 有机蒙脱土的制备过程示意图Fig.7 Preparation process of organic MMT 2.2.2 聚合物单体改性聚合物单体作为改性剂可以直接插层到蒙脱土片层之间,再通过原位加成聚合反应得到纳米复合材料.该工艺效率高、成本低、前景好,但能够满足该结构的聚合物单体较少[21].Huskic＇等[22]按照一定的配比将阳离子聚酯与蒙脱土混合,并进行平行实验.结果显示,聚合阳离子链并没有太大的增长,但有机蒙脱土的层间距得到了显著增加.图8为蒙脱土改性所用的阳离子聚酯反应式:图8 阳离子聚酯反应式Fig.8 Reaction of cationic polyesterZhao等[23]用胺基多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)对钠基蒙脱土进行改性.POSS及其改性蒙脱土的过程如图9所示.改性后的蒙脱土层间距明显变大,有利于其与聚合物生成性能优异的纳米复合材料.此外,由于 POSS的引入,有机蒙脱土及其纳米复合材料的热稳定性能得到明显提高.图9 POSS改性钠基蒙脱土过程示意图Fig.9 Modification process schematic diagram of Na-MMT with POSS2.2.3 偶联剂改性利用蒙脱土表面与活性官能团进行化学吸附,或物理、化学反应,对蒙脱土进行表面修饰.此时,偶联剂可覆盖于蒙脱土表面之上,从而可以提高其润湿性,改善蒙脱土与聚合物基体的相容性.常用的偶联剂为钛酸酯、硬酯酸、有硅烷和有机硅等.赵春贵等[24]应用了氯硅烷对无机蒙脱土进行表面优化.采用定量的方法,先将氯硅烷与蒙脱土混合搅拌、回流处理,再用丙酮洗涤、真空抽滤,并进行真空干燥.最后,通过研磨得硅烷化的有机蒙脱土.性能测试表明,蒙脱土片层间的相互作用力及其疏水或亲水性是影响其分散性的主要因素,而硅烷用量多少无明显影响.2.2.4 有机酸改性用其改性的蒙脱土与聚合物共同作用制备的纳米复合材料热稳定性优异,主要由于有机酸离子具有较好的热稳定性,常用于电子工业、军事、航天以及食品包装材料. Xu等[25]用2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)对无机蒙脱土进行有机改性处理.研究发现,改性后的有机蒙脱土其层间距从1.17 nm扩大到了2.10 nm,并制备出了剥离型聚合物/蒙脱土纳米复合材料.Nagi等[26]在此基础上,在不同pH值下,用AMPS改性钠基蒙脱土,指出磺酸基和可交换阳离子所形成的离子偶极子,可增加蒙脱土的层间距.Zhou等[27]采用含有氨基酸的新型双子阳离子表面活性剂与乙腈溶液共同作用对蒙脱土进行表面改性.研究结果显示,改性后的有机蒙脱土剩余量少于无机蒙脱土,表明有机蒙脱土的分解量要多于无机蒙脱土,这是由于所用的有机插层剂热稳定性较低的缘故.2.3 无机/有机复合改性在不同的应用领域,无机与有机两种改性方法制备的蒙脱土,其性能方面的优势各不相同.若将两者合理地结合起来,即用无机/有机复合改性剂,或者先进行无机,后进行有机的方法,对蒙脱土进行二次处理,可以得到一系列的无机/有机复合型蒙脱土,其可以同时具备两种不同改性方法的优点.这种方法一般在污水、废水处理中表现出极为良好的应用效果.于瑞莲等[28]采用复合改性的方法,先用溴代十四烷基吡啶对天然蒙脱土进行有机改性.然后,与硫酸铝进行二次复合改性.最后,制得复合改性有机蒙脱土.应用复合改性所得的有机蒙脱土处理垃圾渗滤液时,COD-Cr的脱色率和去除率都得到了显著的提高,分别达到95.1%和95.4%.与一般蒙脱土的处理结果比较,这种复合改性后的蒙脱土污水治理效果更为明显.3 展望改性蒙脱土的结构特殊、性能优异,展现出诱人的应用前景.为了进一步提高与拓展其应用性能,今后在蒙脱土的改性方面应着重解决以下几方面的问题:1)如何合成、筛选适合的插层剂;2)如何选择更为合理的改性方法;3)深入研究提高蒙脱土层间距的形成机制.参考文献:[1] 漆宗能.聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践[M].1版.北京:化学工业出版社,2002.[2] 王锦成,陈月辉,王佳璐,等.聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].绝缘材料,2004,37(3):58-61.[3] 王锦成,陈月辉,金棋奇,等.橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].上海工程技术大学学报,2005,19(2):133-139.[4] 赵保林,那平,刘剑锋.改性蒙脱土的研究进展[J].化学工业与工程,2006,23(5):453-457.[5] 石宁,于元章,王庆昭,等.纳米蒙脱土的结构表征与应用研究[J].合成橡胶工业,2007,30(4):311.[6] Ray S S,Okamoto M.Polymer/layered silicate nanocomposites:a review from preparation to processing[J].Progress in PolymerScience,2003,28(11):1539-1641.[7] 向莹,刘全校,张勇,等.蒙脱土的改性方法及应用现状[J].北京印刷学院学报,2007,15(4):30-33.[8] 王锦成,陈月辉,杨科,等.HOMMT/MVQ纳米复合材料的制备与性能研究[J].橡胶工业,2010(4):209-214.[9] 王锦成,李培.有机蒙脱土填充RTV硅橡胶的性能研究[J].有机硅材料,2009,23(5):302-307.[10] 许鸿雁,鲍晓军,王廷海,等.高比表面积多孔 Si层柱蒙脱土材料的合成和表征[J].燃料化学学报,2008,36(2):250-253.[11] 朱利中,陈宝梁.有机膨润土在废水处理中的应用及其进展[J].环境科学进展,1998,6(3):53-61.[12] 于志纲,贾朝霞.蒙脱土改性的研究进展[J].精细石油化工进展,2005,6(8):5-8.[13] 王晓立,赵杉林.改性蒙脱土固体酸催化合成乙二醇醚[J].辽宁石油化工大学学报,2008,28(4):4-8.[14] Huang F C,Lee J F,Lee C K,et al.Effects of cation exchange on the pore and surface structure and adsorption characteristics of montmorillonite[J].Colloids and Surfaces A:Physiocgemical and Engineering Aspects,2004,239(1-3):41-47.[15] Cooper C,Jiang J Q,Ouki S.Preliminary evaluation of polyeric Fe+and Al+modified clays as adsorbents for heavy metal removal in water treatment[J].Journal of Chemical Technology andBiotechnology,2002,77(5):546-551.[16] Bala P,Samantaray B K,Srivastava S K.Dehydration transformation in Ca-montmorillonite[J].Bullentin of Materials Science,2000,23(1):61-67.[17] 李永伦,王力.钙基蒙脱土的钠化改型[J].矿产保护与利用,2007(2):20-23.[18] 朱湛,王珂,郭炳南,等.微波对钙基膨润土钠化的影响[J].北京理工大学学报,2001,21(5):645-648.[19] 李娜,马建中,鲍艳.蒙脱土改性研究进展[J].化学研究,2009,20(1):98-103.[20] 王锦成,杨科,郑晓昱.蒙脱土的有机化改性及其结构与性能研究[J].化工矿物与加工,2010(7):11-13,26.[21] Bis was M,Ray S S.Water-dispersible nanocomposites of polyaniline and montmorillonite[J].Journal of Applied PolymerScience,2000,77(13):2948-2956.[22] Huskic′M,Ž agar E,Ž igon M,et al.Modification of montmo rillonite by cationic polyesters[J].Applied Clay Science,2009,43(3-4):420-424.[23] Zhao F,Wan C Y,Bao X J,et al.Modification of montmorillonite with aminopropylisooctyl polyhedral oligomeric silsequioxane[J].Journal of Colloid and Interface Science,2009,333(1):164-170.[24] 赵春贵,阳明书,冯猛.氯硅烷改性蒙脱土的制备与性能[J].高等学校化学学报,2003,24(5):928-931.[25] Xu M,Choi Y S,Kim Y K,et al.Synthesis and characterization of exfoliated poly(styrene-CO-methyl methacrylate)/clay nanocomposite via emulsion polymerization with AM PS[J].Polymer,2003,44(20):6387-6395.[26] Greesh N,Hartmann P C,Cloete V,et al.Adsorption of 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid(AMPS)and related compounds onto montmorillonite clay[J].Journal of Colloid and InterfaceScience,2008,319(1):2-11.[27] Zhou L M,Chen H,Jiang X H,et al.Modification of montmorillonitesurfaces using a novel class of cationic gemini surfactants[J].Journal of Colloid and Interface Science,2009,332(1):16-21.[28] 于瑞莲,胡恭任,王琼.用复合改性膨润土处理垃圾渗滤液的实验[J].环境卫生工程,2003,12(2):73-75.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
蒙脱土改性低熔点尼龙６结构与性能的研究
甘华华１，２鲁圣军１，２张敏１，２何敏１，２于杰２＊＊
１．贵州大学材料与冶金学院，贵州，贵阳 ５５０００３２．国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州，贵阳 ５５００１４
尼龙６ （ＰＡ６）具有机械强度高、抗冲击性能好、电气性能佳、耐磨、耐化学药品性等一系列优异性能，是一种应用广泛的工程塑料。
针对低熔点尼龙６国内外的研究尚处在实验室阶段，且目前聚合物同金属离子配位的研究工作主要针对溶液反应法或间歇性的熔融密炼加工方法，有很大的局限性，并且不利于聚合物材料的加工和应用［１，２］。
本课题组［３，４］选用容易工业化生产的熔融挤出反应的方法，采用ＣａＣｌ２、ＬｉＣｌ对ＰＡ６进行熔融络合改性制备了低熔点ＰＡ６，实现了低熔点尼龙６的大规模生产，但低熔点ＰＡ６的力学性能，特别是维卡软化点有待提高。
Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｏｗ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ｎｙｌｏｎ ６ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｂｙ ＯＭＭＴ
ＧＡＮ Ｈｕａｈｕａ１，２ＬＵ Ｓｈｅｎｇｊｕｎ１，２ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎ１ＨＥ Ｍｉｎ１，２ＹＵ Ｊｉｅ２＊ １． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕｉｙａｎｇ
５５０００３； ２．Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００１４， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＯＭＭＴ ａｎｄ ｆｅｅｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ ｔｈｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＬＰＡ６ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｅｌｔｉｎｇ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＯＭＭＴ， Ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ＯＭＭＴ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｉｎ ＰＡ６／ＯＭＭＴ／ＣａＣｌ２ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ． Ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＯＭＭＴ ａｄｄｅｄ． Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＯＭＭＴ ａｄｄｅｄ．Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ－ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， Ｉｚｏｄ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｖｉｃａｔ ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｗａｓ ４４％、 ６４％、 ４２％ ａｎｄ ４０％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｐｏｌｙａｍｉｄｅ－６； ｃａｌｃｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ； ＯＭＭＴ； ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ。