几种聚合物基纳米复合材料的制备、结构及性能研究——尼龙6/纳米钛合金、聚丙烯/纳米钛合金复合材料和尼龙6/蒙脱土、尼龙66/蒙脱土纳米复合材料

摘要

本文研究了聚合物/纳米钛合金和聚合物/蒙脱土两类复合材料。 第一部分：将导电填料与聚合物复合是制备导电聚合物或改善聚合物抗静电性能的常用方法之一，但微米级的导电填料要在含量较大的情况下，其复合材料才会具有较好的改性效果，高含量的填料对聚合物的其他性能特别是力学性能和加工性能往往会带来不良影响。如能将纳米级的导电填料与聚合物复合，制成纳米复合材料，有可能在填料含量不大的情况下，同时改善聚合物的导电性和其它性能。我们将经有机改性的纳米钛合金乳液与尼龙6、聚丙烯通过熔融共混制得了纳米复合材料，对其结构和性能进行了研究。结果表明，尼龙6/纳米钛合金复合材料中钛合金粉体含量低时，大部分达到了纳米尺度的分散；钛合金粉体与周围尼龙6分子间存在较强的结合；纳米钛合金粉体使尼龙6/纳米钛合金复合材料的拉伸强度、屈服强度和模量增加，但钛合金粉体含量超过2％时，拉伸强度和屈服强度开始下降；随钛合金粉体含量增加，尼龙6/纳米钛合金复合材料的冲击强度、断裂伸长率下降；抗氧剂的加入有利于改善尼龙6/纳米钛合金复合材料的力学性能；经调湿处理后，尼龙6/纳米钛合金复合材料的拉伸强度、屈服强度下降，冲击强度、断裂伸长增加；纳米钛合金的加入有利于PP β晶型的形成；纳米钛合金对PP复合材料的力学性能有明显的改性效果，在含量适当时，复合材料的拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均有所增加，其中断裂伸长率和冲击强度的增加尤其显著。 第二部分：大量的文献表明，蒙脱土与聚合物构成纳米复合材料对聚合物有多方面的改性效果。熔融共混是制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的常用方法，在共混之前选择合适的插层剂对蒙脱土进行处理是制备性能优异的复合材料的关键之一。我们选择了三种不同插层剂改性的蒙脱土与尼龙6、尼龙66经熔融共混分别制得了纳米复合材料，对其热性能和力学性能进行了研究。结果表明：复合材料的热变形温度、拉伸模量、屈服强度、弯曲模量和弯曲强度均比相应的纯树脂要高，而断裂伸长率和缺口冲击强度则比相应的纯树脂要低；三种插层剂中，含羟基的的季铵盐改性效果最好，含两个长链烃基的铵盐改性效果最差；蒙脱土对尼龙6的改性效果明显好于对尼龙66的改性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1概述

1.2 PA6纳米复合材料的研究及应用

1.3 PA66纳米复合材料的研究进展

1.4 PP纳米复合材料的研究及应用

第二章PA6/纳米钛合金复合材料的制备、结构及性能

2.1实验部分

2.2复合材料结构分析

2.3复合材料性能研究

2.4本章小结

第三章PP/纳米钛合金复合材料的制备、结构及性能

3.1实验部分

3.2结构及性能研究

3.3本章小结

第四章PA6/MMT纳米复合材料的制备及性能

4.1实验部分

4.2结果与讨论

4.3本章小结

第五章PA66/MMT纳米复合材料的制备及性能

5.1实验部分

5.2结果与讨论

5.3本章小结

第六章结语

参考文献

附录

致谢