尼龙6基聚合物共混物拉伸行为和相容性研究

摘要

聚合物的相容性是决定共混材料相界面结构、形态、性质以及相关力学性能的关键因素。同理，聚合物共混物的某些力学行为，在一定程度上也反映了共混组分间的相容性。由于聚合物的拉伸性能测试是表征其力学性能最简单的方法。因此，利用聚合物共混物拉伸应力-应变曲线，探寻其行为与共混物相容性的关联关系，具有一定的理论与实际意义。本文利用反应型增容剂 PP-g-MAH、EPDM-g-MAH、SMA、SAN-g-MAH，通过熔融共混的方法制备了一系列 PA6基共混物。研究了共混物在不同温度下的拉伸应力-应变行为，发现共混物的拉伸行为与体系相容性存在一定的关联，并通过扫描电子显微镜（SEM）、转动态热分析仪（DMA）、转矩流变仪和Molau实验对共混物的相容性情况进行验证。　　首先研究了不同共混组成的PA6/PP共混物的拉伸应力-应变行为，发现随着分散相PP含量的增加，共混物的拉伸强度和断裂伸长率呈现规律性递减。通过DMA、SEM测试表明，PA6/PP共混物体系随着分散相PP含量的增加相容性逐渐变差。进一步对PA6/PP共混物拉伸过程中的成颈变形能量（Qd）进行定义、计算，发现对不同组成的PA6/PP共混物而言，其Qd值越大，共混物相容性越好。　　其次制备了 PP-g-MAH、EPDM-g-MAH增容的 PA6/PP（半晶性/结晶性）共混物，研究了共混体系在不同拉伸温度下的拉伸应力-应变行为，结果表明，添加了增容剂的共混物的拉伸强度和断裂伸长率显著升高，且用 PP-g-MAH增容的共混物体系具有最大的拉伸强度和断裂伸长率。SEM、转矩流变仪、Molau实验也验证了反应性增容剂的添加有效地改善了PA6/PP共混物体系的相容性，增容剂PP-g-MAH相较于EPDM-g-MAH对体系的增容效果更好。通过成颈变形能计算表明在增容PA6/PP共混物体系中，Qd越大，其共混物的相容性越好。　　最后制备了SMA、SAN-g-MAH增容的PA6/ABS（半晶性/非晶性）共混物，通过控制拉伸测试温度研究了共混物体系的拉伸应力-应变行为，并讨论了不同增容剂对共混体系相容性的改善情况。不同温度下的共混物的拉伸行为表明，添加了增容剂共混物的拉伸强度和断裂伸长率显著升高，且用SMA增容的共混物体系具有最大的拉伸强度和断裂伸长率。SEM、转矩流变仪、Molau实验表明反应性增容剂的添加有效的改善了PA6/ABS共混物体系的相容性，增容剂SMA相较于 SAN-g-MAH对体系的增容效果更好。通过成颈变形能计算表明在增容PA6/ABS共混物体系中，Qd越大，其共混物的相容性越好。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.1.1 聚合物共混物的定义与分类

1.1.2 尼龙6基聚合物共混物改性研究现状

1.2 聚合物共混物的拉伸行为

1.2.1 应力-应变曲线

1.2.2 屈服与成颈行为

1.3 共混物的相容性

1.3.1 相容性的分类

1.3.2 聚合物共混物相容性的影响因素

1.3.3 共混物相容性的表征与测定

1.3.4 提高共混物相容性的方法

1.3.5 增容剂的种类及作用机理

1.4 本课题研究的目的与内容

第2章 PA6/PP不同共混组成的拉伸行为与相容性

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验设备

2.2.3 试样制备

2.2.4 测试与表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 PA6/PP 不同共混组成的拉伸行为

2.3.2 PA6/PP不同共混组成的扫描电镜分析

2.3.3 PA6/PP不同共混组成的动态力学分析

2.3.4 共混物PA6/PP的拉伸行为与相容性关系

2.4 结论

第3章添加不同增容剂的PA6/PP共混物拉伸行为与相容性

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料

3.2.2 实验设备

3.2.3 试样制备

3.2.4 测试与表征

3.3 结果与讨论

3.3.1 PA6/PP共混物的拉伸行为

3.3.2 PA6/PP共混物的扫描电镜分析

3.3.3 PA6/PP共混物的转矩流变仪分析

3.3.4 PA6/PP共混物的Molau 实验分析

3.4 结论

第4章 添加不同增容剂的PA6/ABS共混物拉伸行为与相容性

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验原料

4.2.2 实验设备

4.2.3 试样制备

4.2.4 测试与表征

4.3 结果与讨论

4.3.1 PA6/ABS共混物的拉伸行为

4.3.2 PA6/ABS共混物的扫描电镜分析

4.3.3 PA6/ABS共混物的动态力学分析

4.3.4 PA6/ABS共混物的转矩流变仪分析

4.3.5 PA6/ABS共混物的Molau实验分析

4.4 结论

第5章 总结与展望

参考文献