PET/PA6/MMT纳米复合材料的纺丝成型及结构性能研究

摘要

聚合物/蒙脱土纳米复合材料由于其显示诸多优异的性能而倍受学术界及工业界的关注，成为当今高分子材料领域的一个研究热点。尽管有关聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备及其在工程塑料领域的应用已有不少报导，但对于这类材料，尤其是聚合物共混物/蒙脱土纳米复合材料的纺丝成型及其结构性能研究，尚鲜有报导。 本论文尝试采用双螺杆挤出熔融插层的方法，用不同的共混步骤(一步法和二步法)制备了PET/PA6/MMT纳米复合材料，并用X射线衍射及扫描电镜对其结构作了表征；用DSC方法研究了PET/PA6/MMT共混体系的非等温结晶动力学以及PET/PA6/MMT的相容性。对不同配比的PET/PA6/MMT共混体系的可纺性及初生纤维的力学、取向和染色性作了测试，并对纤维的染色动力学和染色热力学作了深入探讨。论文取得的主要结果如下： 1、用不同的方法制备了PET/PA6/MMT纳米复合材料，并对其结构用X射线衍射及扫描电镜进行表征。结果表明：采用熔融插层双螺杆挤出机共混，无论采用一步法还是二步法都可得到剥离型PET/PA6/MMT纳米复合材料。 2、用DSC方法研究了PET/PA6/MMT共混体系的非等温动力学。结果表明：当PA6的含量≤20％，t1/2比纯PET小，结晶速率大于纯PET；当PA6的含量＞20％时，t1/2比纯PET大，结晶速率小于纯PET；当PA6为10％时，无论一步法还是二步法共混，其结晶度都相对PET有了很大程度的提高，而随着PA6含量的增加，PET和PA6出现相分离。降温速率对结晶度的影响比较明显。 3、对PET/PA6/MMT共混体系相容性的研究表明，在PET/PA6中加入少量蒙脱土可以起到增容剂的作用，使PET，PA6部分相容；而加入含量超过4份的蒙脱土时，蒙脱土在PET/PA6中的分散性受到影响，会出现团聚现象。加入环氧树脂的体系相容性也有所提高，并随着PA6组分的增多相容性改善的越多。 4、对PET/PA6/MMT共混体系得可纺性作了详细的研究。结果表明，PET/PA6/MMT组成为90/10/2质量份数的共混体系具有较好的可纺性及染色性。对90PET/10PA6/MMT纤维的染色热力学研究发现，PET/PA6/MMT纤维在不同染色温度条件下，其吸附等温线呈分配型吸附特征。对90PET/10PA6/MMT纤维的染色动力学研究发现，其扩散系数随上染温度的升高而增加。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备

1.2.1蒙脱土结构

1.2.2 PLS纳米复合材料的制备方法

1.2.3 PLS纳米复合材料的种类

1.2.4 PLS纳米复合材料的结构表征

1.3聚合物/蒙脱土纳米复合材料的性能和应用

1.3.1 PET的蒙脱土纳米改性研究进展

1.3.2尼龙6的蒙脱土纳米改性研究进展

1.3.3蒙脱土改性其他聚合物的应用

1.3.4MMT在共混体系中的应用

1.3.4 PLS纳米复合材料在化学纤维方面、染色性的研究进展

1.4本论文研究的意义与主要研究内容

参考文献

第二章PET/PA6/MMT纳米复合材料的制备与表征

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1原料及试剂

2.2.2 PET/PA6/蒙脱土纳米复合材料的制备

2.2.3广角X-射线衍射(XRD)测定

2.2.4扫描电镜(SEM)观察

2.2.5特性粘度测定

2.3结果与讨论

2.3.1蒙脱土插层情况

2.3.2扫描电镜(SEM)照片

2.3.3 PET/PA6/MMT纳米复合材料的特性粘度测定

2.4结论

参考文献

第三章PET/PA6/MMT的结晶行为

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1原料及试剂

3.2.2非等温结晶动力学测定

3.3结果与讨论

3.4结论

参考文献

第四章PET/PA6/MMT体系相容性研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1原料

4.2.2共混样品的制备

4.2.3测试

4.3结果与讨论

4.3.1蒙脱土的加入对PET/PA6共混体系相容性的影响

4.3.2双酚A环氧树脂的加入对PET/PA6/MMT共混体系相容性的影响

4.4结论

参考文献

第五章PET/PA6/MMT 纺丝研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1原料

5.2.2共混纺丝

5.2.3广角X射线衍射(WAXD)

5.2.4声速取向测试

5.2.5纤维力学性能测试

5.2.6纤维干热收缩率测试

5.3结果与讨论

5.3.1 PET/PA6/蒙脱土纳米复合材料的可纺性

5.3.2 MMT在纤维中的分散情况

5.3.3初生纤维取向

5.3.4 PET/PA6/MMT复合纤维的力学性能

5.3.5干热收缩率

5.4结论

参考文献

第六章 PET/PA6/蒙脱土纤维染色性的研究

6.1引言

6.2实验部分

6.2.1原料

6.2.2纤维染色

6.2.3上染率的测定

6.2.4染色的热力学和动力学基本原理

6.3结果与讨论

6.3.1复合纤维的染色性能

6.3.2工艺参数对纤维上染率的影响

6.3.3 PET/PA6/MMT纤维的染色热力学

6.3.4 PET/PA6/MMT纤维的染色动力学

6.4结论

参考文献

第七章 全文总结

攻读学位期间发表的学术论文

致谢