PA6插层复合材料的制备及性能研究.pdfVIP

助 薯幸 料 2011年第12期(42)卷 MMT／PA6插层复合材料的制备及性能研究 朱正吼 ，马素云 ，刘晓勤 (1．南昌大学 材料工程学院，江西 南 昌330031；2．南京工业大学 化学化工学院，江苏 南京 210009) 摘 要 ： 采用熔融插层法，通过双螺杆挤 出机成功制 蒙脱土 (简称 MMT)是一种厚度方 向上具有纳米 备 了尼龙 6／蒙脱土插层 复合材料，并分析 了力学性 尺寸的层状结构硅酸盐粘土，其结构片层包含有 3个 能、吸水性能和耐热性能。研 究结果表 明复合材料 的 亚层 ，在两个硅氧 四面体亚层 中间加含一个铝氧八面 综合性能较普通尼龙 6有很大的提高。当复合材料 中 体亚层，亚层之间通过共用氧原子以共价键连接 ，结合 蒙脱土含量为 3 时，其 弯曲强度、布 氏硬度 、屈服 强 极为牢固。整个结构片层厚约 1nm，长宽约 lOOnm，由 度、弹性模量达到最优 ，较普通尼龙 6分别提 高了 于铝氧八面体亚层 中的部分铝原子被低价原子取代 ， 33．8 、23 、21．7 、12 ，断裂伸长率及冲击强度则 片层带有负电荷 ，过剩的负电荷靠游离于层间的Na 、 分别下降了28 和 51．7 ，吸水量下降了5O ，热稳 Ca抖和 Mg 等 阳离子平衡，因此容易与烷基季胺盐 定性较普通尼龙 6也有了很大提高。 或其它有机阳离子进行离子交换反应生成有机化蒙脱 关键词： 蒙脱土 ；尼龙 6；熔融插层；复合材料 土。有机化蒙脱土成亲油性 ，并且层间的距离增大 ，因 中图分类号 ： TQ323．6 文献标识码 ：A 此有机蒙脱土能在聚合物熔体混合的过程中剥离为纳 文章编号 ：1001-9731(2011)12—2176—05 米尺度的结构片层 ，并均匀分散到聚合物基体中，从而 形成插层复合材料 j。 1 引 言 2 实 验 普通尼龙 6虽然具有 良好 的物理力学性能，但在 一 定的外力作用和加热条件下，使用时刚性和耐热性 2．1 复合材料的制备 不佳 。而且 由于酰胺基和水分子之间能够形成氢键 ， 2．1．1 原料的提纯与制取 因此和聚烯烃相 比，它具有较大的吸水性。因为吸水 将已有机化的蒙脱土加入蒸馏水并用玻璃棒搅 后会导致冲击强度和弹性模量降低、制品形状和尺寸 拌 ，再在试样多用分散机 中以3000r／min搅拌速度搅 稳定性差 、干态和低温冲击强度低 ，从而对制品尺寸稳 拌 40min后 ，让其静置、分层、过滤。经室温凉干后在 定性和电性能存在一定的影响；另外，普通尼龙 6热变 75℃下干燥 lOh，再研磨并过 300目筛，得到白色有机 形温度低 ，容易燃烧 ，不易在高于 8O℃的潮湿及高负 蒙脱土粉末 。尼龙 6在 110℃下真空干燥 1Oh。按配 荷下长期使用等缺陷，限制了它的应用范围[1]。而蒙 方将不同比例的蒙脱土和尼龙 6通过助剂石蜡混匀。 脱土改性的尼龙 6复合材料的性能和普通尼龙 6相 2．1．2 制备工艺 比，具有高刚性、高模量、高耐热性、优 良的加工流动 本文采用 的工艺流程如下 ：尼龙 6、蒙脱土、助剂 性，并且使吸水性得到明显的改善。其应用领域更加 一 混合物一双螺杆挤出机一直接浇注进模具成成品一 广泛，如汽车零部件、电子电气部件、耐磨材料 、办公用 检测 。其 中，双螺杆挤 出机上各段温度分别为 215、 品、高强帘子线、鱼网丝等 。 220、225、220、215、215℃，其它