改性尼龙6结晶动力学的研究-高分子化学与物理专业论文.docxVIP

河北工业 河北工业大学硕士学位论文 改性尼龙 改性尼龙 6 结晶动力学研究 i i 改性尼龙 6 结晶动力学的研究 摘 要 尼龙6属于结晶性聚合物，分子链结构及结晶条件不同，其结晶速度会有很大的差别， 进而影响材料的结晶形态和结构，在宏观上表现为材料力学性能和热性能的差异。因此， 聚合物结晶动力学的研究，有助于控制结晶过程，改善制品性能，对于聚合物的加工和应 用具有重要的理论和现实意义。加入ACR增韧改性剂后，两组分之间的相互作用会对尼龙 6基体的结晶性能产生一定的影响，进而影响材料的宏观性能。 本文采用差示扫描量热仪(DSC)研究了尼龙6(PA6)及其共混物的结晶行为。研究了壳 层功能单体丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸(MAA)的用量以及粒径的变化对尼龙6结晶动力学的 影响；通过Hoffman-Weeks方程计算出了尼龙6及其共混物的平衡熔点，同时用Avrami方程 分析了PA6及其共混物的等温结晶动力学，然后计算了相关的结晶动力学参数。结果表明： 共混物的Avrami指数n值介于3-4之间，表明尼龙6共混物是三维球晶生长的球状晶体；乳胶 粒子PBMA/PBMMA的加入对尼龙6基体起到了成核剂的作用，影响到PA6成核机理和结晶 的生长，且明显改变了尼龙6的结晶行为，使尼龙6的结晶速率增加，更易于结晶。 利用修正Avrami方程的Jeziorny法、莫志深法和Kissinger方程对其动力学过程进行了分 析。结果表明：由于功能单体的加入起到成核剂的作用，使晶核的生成变快，提高了尼龙 6的成核速率。同时，在研究其结晶活化能时发现由于功能单体丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸 (MAA)的加入起到了诱导结晶的作用，降低了尼龙6的结晶活化能。采用偏光显微镜观察 了尼龙6及共混物的非等温结晶行为，发现增韧组分的加入使得尼龙6球晶尺寸减小。 关键词：改性尼龙6；DSC；平衡熔点；结晶动力学；结晶活化能；熔融行为 STUDY OF THE CRYSTALLIZATION KINETICS OF TOUGHENED NYLON 6 ABSTRACT Nylon 6 (or polyamide 6, PA 6) is a widely used engineering polymer which has high tear and abrasion resistance, and low friction coefficient providing a good balance between high strength, elasticity and toughness desired in engineering applications. In this paper, the isothermal and non-isothermal crystallization kinetics of toughened Nylon 6 is investigated by differential scanning calorimetry (DSC). The isothermal/non-isothermal crystallization behavior of Nylon 6/PBMA [Poly(butyl acrylate/methyl methacrylate-co-acrylic acid)] and Nylon 6/PBMMA [Poly(butyl acrylate/methyl methacrylate-co-methacrylic acid)] composites was studied by differential scanning calorimetry (DSC). The Avrami equation and Lauritizen-Hoffman equation were employed to analyze the isothermal crystallization behavior. It was found that the Avrami equation described the primary stage of the isothermal crystallization of Nylon 6 well. The avrami index of the blends is 3~4. The Avrami equation modified by Jeziorny and Mo’s equation was used for non-isothermal. In the study of the non-isothermal crystallization, Mo’s method was better f