激光烧结制备尼龙12累托石纳米复合材料.pdfVIP

第5期 高分子学报 No．5 2005年10月 ACTAPOLYMERICASINICA Oct．．2005 激光烧结制备尼龙12／累托石纳米复合材料‘ 汪 艳1’2“ 史玉升1 黄树槐1 (1华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074) (2武汉化工学院材料科学与工程系武汉430073) 摘要将有机累托石与尼龙12粉末混合，采用激光烧结(sis)技术制备了尼龙12／累托石纳米复合材料，这 是一种使纳米复合材料的制备与材料的成型同时进行的方法．利用x．射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫 描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构进行了表征，并对其力学性能及热性能进行了研究．结果表明，尼龙12 分子在激光烧结过程中插入到累托石层间，形成的复合材料在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能及热 稳定性能方面均优于尼龙12烧结试样． 关键词 选择性激光烧结，累托石，尼龙12，纳米复合材料 聚合物，层状硅酸盐纳米复合材料因具有传 模型，然后用分层软件对其进行处理得到每一加 统聚合物／无机填料复合材料无法比拟的优点，如 工层面的数据信息．成型时，设定好预热温度、激 优异的力学性能、热学性能、气液阻隔性能 光功率、扫描速度、扫描路径、单层厚度等工艺条 等¨“1，已成为当今聚合物材料基础研究和开发 件，先在工作台上用辊筒铺一层粉末材料，由CO： 应用的热点．累托石(REC)是由二八面体云母层激光器发出的激光束在计算机的控制下，根据几 与蒙脱石层组成的规则间层粘土矿物，同蒙脱土 何形体各层横截面的CAD数据，有选择地对粉末 类似是一种层状硅酸盐，层间具有可交换的水合 层进行扫描，在激光照射的位置上，粉末材料熔化 阳离子，是为数不多的易分散成纳米级微片的天 并凝固在一起，未被激光照射的粉末仍呈松散状， 然矿物材料b。j，本文选用累托石来制备粘土纳 作为成型件和下一层粉末的支撑；一层烧结完成 米复合材料． 后，工作台下降一截面层的高度，再进行下一层铺 制备聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的方 粉、烧结，新的一层和前一层自然地烧结在一起， 法有多种，如单体原位聚合插层、聚合物溶液插 全部烧结完成后除去未被烧结的多余粉末，便得 层、聚合物熔体插层等．聚合物熔体插层工艺简 到所要制备的试样． 单、灵活、成本低廉、适用性广，可以方便地生产出 更多有价值的产品，比其它制备方法具有更多的 优点． 本文采用激光烧结制备尼龙，累托石纳米复 合材料，这是一种新型的熔融插层法，该方法不需 要外界的强制性机械力，而且在制备纳米复合材 料的同时完成材料的成型．选择性激光烧结 laser (selective sintering，S玛)技术是采用激光作为 Schemaoftheselectivelaser 热源来烧结粉末材料成型的一种快速成型(rapid Fig．1 sinteringprocess prototyping，Rv)技术旧J．利用该技术可将热塑性塑 本实验将经过有机处理剂处理的REC加入 料粉末直接成型为任意复杂形状与结构的制品， 尼龙粉末，经激光烧结制备出了尼龙／累托石纳米 而不需要任何工装模具归o．其工艺原理如图1所 示． 扫描电镜(SEM)等手段对材料的结构进行了表 首先，在计算机中建立所要制备试样的CAD