聚丙烯/尼龙6/聚丙烯接枝物原位复合材料的形态与力学性能——共混过程对体系的影响

聚丙烯／尼龙６／聚丙烯接枝物原位复合材料的形态与力学性能———共混过程对体系的影响黎学东陈鸣才黄玉惠丛广民（中国科学院广州化学研究所广州５１０６５０）关键词原位复合材料，成纤，相容性原位成纤复合材料是指在加工过程中增强相在基体中就地形成微纤，不...     

纳米SiO_2粒子表面官能团对尼龙6原位聚合的影响

研究了无机纳米粒子表面反应性官能团对尼龙 6 纳米SiO2 原位聚合的影响 .红外光谱和热重分析结果证实了无论对SiO2 进行表面处理与否 ,在原位聚合过程中其表面均能形成一定量的接枝聚合物 .随表面反应性官能团数目的增加 ,SiO2 的表面接枝率呈上升趋势 .与纯的尼龙 6相比 ,带有不同反应性官能团的纳米SiO2 的加入使复合产物的分子量呈下降的趋势 .对应于复合体系中可能发生的反应 ,提出了几种可能的表面接枝的键接方式 .力学性能测试结果显示经表面处理的SiO2 的加入能同时提高复合物的强度和韧性 ,而加入未处理的SiO2 时 ,材料强度可得到提高 ,但韧性明显降低 ,表明由偶联剂处理引入的柔性界面层的存在对于复合材料的力学性能有重要的影响     

加工条件对聚丙烯/尼龙6原位成纤复合材料的影响

分别用不同的加工温度、挤出螺杆转速、牵引速率在单螺杆挤出机中挤出PP／N6（聚丙烯／尼龙6）共混物，得到不同加工条件下的PP／N6原位成纤复合材料．对不同加工条件下得到的共混物的分散相形态、力学性能进行研究．发现螺杆转速越高、牵引速率越快、加工温度越低，分散的N6纤维尺寸越小，复合材料的力学性能越好．     

PP/PA66原位复合材料的增强和增韧效应

用挤出 拉伸 注塑法制得了增强又增韧的PP PA66原位复合材料 ,以未经拉伸的普通共混材料作对照 ,研究了PA66质量含量 (cd)对材料相形态和力学性能的影响及其作用机制 .结果表明 ,当cd 由 0 %增至2 0 %时 ,原位形成的PA66纤维数量增多 ,纤维直径及其分散性以cd =1 5 %为界先减小后增大 ,残留的PA66粒子数也增多 ;纤维数量的增多和纤维网络的发展导致材料冲击强度持续增高 ;纤维及粒子对基体的增刚作用使材料杨氏模量增高趋于极限值 ;受分散相对基体增强效应和两相弱粘结界面缺陷效应的综合影响 ,材料的拉伸强度以cd =1 5 %为界先增高后降低     

聚丙烯/尼龙6挤出原位成纤后的牵引作用

用挤出机共混挤出聚丙烯和尼龙6，加工中尼龙6作为分散相在聚丙烯中形成微纤。改变挤出物挤出模口后所受的牵引作用的速度会产生材料形态与力学性能的变化。发现随牵引速度的提高，尼龙6微纤的平均直径变小，尺寸分布更均匀，力学性能也随之提高。差热分析表明，随牵引速度的增加聚丙烯与尼龙6的相容性略有提高，X-射线衍射分析表明拉伸作用对尼龙纤维晶体中分子链的取向无影响。     

α-甲基苯乙烯/苯乙烯/马来酸酐三元共聚物功能化聚丙烯及增容聚丙烯/尼龙6共混体系的研究

采用溶液聚合的方式合成了α-甲基苯乙烯/苯乙烯/马来酸酐三元共聚物(简称为PASM),研究了单体组成、反应温度和时间等因素对共聚的影响,并进一步研究了三元共聚物对聚丙烯的功能化作用和对聚丙烯/尼龙6(PP/Ny6)共混体系的原位增容作用.GPC和TG等技术对PASM的表征结果显示,随着单体组成中α-甲基苯乙烯(AMS)...     

毛细管流变仪中尼龙6在聚丙烯中的原位成纤

将聚丙烯与尼龙6的共混物在毛细管流变仪中挤出，通过显微形态观察发现，在研究的共沸比范围和较宽的剪切速度和温度范围内尼龙6均能在聚丙烯基体中成纤，表明这种热塑性树脂的成纤性比热致液晶聚合物的更好。     

原位聚合玻纤-尼龙6热塑性复合材料的研究

研究了己内酰胺开环聚合反应,确定了适用于RTM方法原位制备玻纤织物增强热塑性复合材料的工艺。结果表明:表面处理可抑制玻纤对单体的阻聚作用,使单体转化率达97%,尼龙6的分子量大于3.0×105;制备的玻纤方格布增强尼龙6复合材料的力学性能比纯尼龙6有显著提高。SEM分析表明复合材料有着良好的界面连接。     

尼龙6/多单体接枝聚丙烯共混物的形态结构及力学性能的研究

用多组分熔融接枝的方法将甲基丙烯酸缩水甘油酯（ Ｇ Ｍ Ａ） 和苯乙烯（ Ｓｔ） 共同接枝于聚丙烯（ Ｐ Ｐ） 上,制得多单体接枝聚丙烯 Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ） ．该接枝物具有高的 Ｇ Ｍ Ａ 接枝率．本研究利用 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ、 Ｓ Ｅ Ｍ、 Ｔ Ｅ Ｍ、 Ｄ Ｓ Ｃ 和力学性能测试等分析方法,研究了多组分熔融接枝聚丙烯（ Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ）） 对尼龙６／ Ｐ Ｐ 共混物的形态结构, Ｔｇ 和力学性能的影响．结果表明, Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ） 中的环氧基团与尼龙６（ Ｐ Ａ６） 末端的胺基发生化学反应,原位形成的 Ｐ Ｐ Ｐ Ａ６ 共聚物能有效的改善 Ｐ Ａ６ 与 Ｐ Ｐ 的相容性,可以使 Ｐ Ｐ 均匀的分散在 Ｐ Ａ６ 基体中,相区尺寸明显减小,提高了拉伸强度．由于两相的相容性较好,从而共混物的 Ｔｇ 有明显的变化．此外,通过透射电镜观察,发现 Ｐ Ａ６／ Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ）（７０／３０） 合金中存在着特殊的微相分离结构．     

尼龙6/多单体接枝聚丙烯合金中的微相分离结构

近年来,有关高聚物微相分离结构的研究不断深入,发现了许多新的微相分离形态.但这些研究几乎全部集中在嵌段或接枝共聚物上,即共聚物本身具有的链结构导致了微相分离结构.     

原位复合材料的加工性能

使用ＨＢＩＲｈｅｏｍｉｘ６１０型混合机将四种全芳香族热致液晶聚合物与热塑性树脂熔融共混，研究了混合效果，混合过程的平衡转矩与时间，温度的关系，结果显示，用该混合机可以得到均匀分散的共混体系，这些液晶聚合物具有大大低于纯聚砜的熔体粘度，将其与聚砜熔混，可使其混体系的平衡转矩比纯聚砜减小２－３倍，说明液晶聚合物是一种加工助剂，能用来改善高性能工程塑料的加工性能。     

高分子/单链高分子纳米粒子复合体系中的界面性质

高分子与纳米粒子复合是改善高分子材料性能的有效途径.近20年来关于高分子/纳米粒子复合物的研究引起了学术界广泛的兴趣.然而由于此类体系中的影响因素复杂,虽然学者们在相关材料性能的研究方面取得了重要进展,但是相关理论的发展却相对滞后,其中一个重要原因是实验上表征手段的缺失,导致对体系中纳米粒子与本体高分子链相互作用规律的认识(尤其是两者界面性质的认识)不够.本文总结和阐述了我们近几年利用分子动力学模拟技术研究高分子/单链高分子纳米粒子复合体系的主要结果,并围绕此类复合体系中的界面结构及动力学性质,讨论并总结了纳米粒子对本体高分子链的作用范围及影响规律,指出单链纳米粒子对熔体链的作用范围与纳米粒子的自身尺寸相当,而与熔体高分子链的分子量没有直接的关系.该结论将为纳米复合体系高分子理论的发展提供重要参考.     

Mechanical Properties and Morphology of Melt-mixed PA6/SWNT Composites: Effect of Reactive Coupling

An interfacial reaction during melt mixing of maleic anhydride copolymer (SMA) encapsulated single wall carbon nanotubes (SWNT) and polyamide 6 (PA6) was used in order to disperse SWNT homogeneously and to enhance interfacial adhesion. The intended reactive coupling between PA6 and SMA was evident from IR spectroscopy. Nanocomposites with SMA encapsulated SWNT showed increased elongation at break as compared to PA6/SWNT composites. SEM investigation of tensile fractured surfaces of PA6/SWNT+SMA composites indicated enhanced interfacial adhesion between PA6 and SMA modified SWNT.     

Calcium Carbonate@silica Composite with Superhydrophobic Properties

In this paper, spherical calcium carbonate particles were prepared by using CaCl₂ aqueous solution + NH₃·H₂O + polyoxyethylene octyl phenol ether-10 (OP-10) + n-butyl alcohol + cyclohexane inverse micro emulsion system. Then, nanoscale spherical silica was deposited on the surface of micron calcium carbonate by Stöber method to form the composite material. Scanning electron microscope (SEM), X-ray powder diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to characterize the morphology and structure of the composite material. It is found that the surface of the composite material has a micro-nano complex structure similar to the surface of a “lotus leaf”, making the composite material show hydrophobicity. The contact angle of the cubic calcium carbonate, spherical calcium carbonate and CaCO₃@SiO₂ composite material were measured. They were 51.6°, 73.5°, and 76.8°, respectively. After modification with stearic acid, the contact angle of cubic and spherical CaCO₃ were 127.1° and 136.1°, respectively, while the contact angle of CaCO₃@SiO₂ composite was 151.3°. These results showed that CaCO₃@SiO₂ composite had good superhydrophobicity, and the influence of material roughness on its hydrophobicity was investigated using the Cassie model theory.     

氧化石墨烯/聚吡咯插层复合材料的制备和电化学电容性能

以FeCl₃-甲基橙(MO)为模板, 通过化学原位聚合法成功制备出氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)插层复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试技术对复合材料进行物性表征. 此外, 利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗测试方法对复合材料在两种不同水系电解液(1 mol·L^-1 Na₂SO₄和1 mol·L^-1 H₂SO₄)中的电化学性能进行了研究. 结果显示: 氧化石墨烯和聚吡咯表现出各自优势并发挥协同作用, 使得GO/PPy插层复合材料在中性和酸性电解液中都显示出可观的比电容. 电流密度为0.5 A·g^-1时, GO/PPy 插层复合材料在Na₂SO₄和H₂SO₄电解液中的比电容分别为449.1 和619.0 F·g^-1, 明显高于纯PPy的比电容. 经过800 次循环稳定性测试后, 两种不同电解液中, 复合材料初始容量的保持率分别为92%和62%. 其中酸性电解液体系中初始容量更大, 而中性溶液中具有更稳定的循环性能.     

滑石粉及混炼顺序对PA6/PP/MAPP合金相形态及力学性能的影响

通过挤出和注射成型制备了滑石粉(Talc)填充的尼龙6/聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯(PA6/PP/MAPP)合金, 研究了Talc和混炼顺序(一步法和PA6母料法)对合金相形态和力学性能的影响. 场发射扫描电镜(FESEM)分析结果表明, 添加Talc后注射样条中心部分的PP相由球状转变为沿流动方向取向的有分支的条状结构, 且用PA6母料法制样比用一步法制样的相形态更为精细. 溶解PA6相后对PP相进行热重分析(TGA), 确定了Talc在PA6相和PP相中的分布比例, Talc选择性分布于PA6相中. PA6母料法中Talc的分散好于一步法. 研究了材料的拉伸、 弯曲、 冲击、 热变形温度和动态力学性能, Talc的添加能够明显提高材料的刚性, 且母料法样品的性能优于一步法样品.     

PP-g-MAH对聚丙烯/滑石粉复合材料的性能影响

研究了两种马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）在不同含量时对聚丙烯（PP）/滑石粉复合材料的力学性能、雾化性能和线性膨胀系数的影响.结果表明,接枝物的加入能提高复合材料的拉伸性能、冲击性能和弯曲性能,但随着含量的增加拉伸强度、冲击强度和弯曲强度及弯曲模量有所降低.在含量相同时,接枝物1对冷凝组份的影响更小.复合材料的线性膨胀系数随接枝物含量的增加先减小后增加.     

Creating super-tough and strong PA6/ABS blends using multi-phase compatibilizers

PA6/ABS blends with excellent mechanical properties are prepared using combination of two effective multi-phase compatibilizers, where finely dispersed domains with unique encapsulation structures are generated for the synergistic improvement in tensile and impact performances.     

磁性纳米TiO2/Fe3O4光催化复合材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法，在磁性Fe3O4表面包覆TiO2，制备了一种新型纳米TiO2/Fe3O4光催化复合材料．XRD，TEM对材料形态结构及包覆情况的分析，显示TiO2包覆在Fe3O4表面，形成平均尺寸为35～50nm的复合结构；UV-vis吸收曲线表明，复合材料对光的吸收出现红移，吸收强度增大；对染料废水光催化降解的模拟研究表明，该复合材料对活性艳红染料的脱色率达100％，是一种便于回收、可重复使用的高效光催化剂．     

HDPE/PA6反应增容体系的形态演化与黏弹行为

采用扫描电子显微镜(SEM)与先进流变扩展系统(ARES),研究了马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)对高密度聚乙烯/尼龙6(HDPE/PA6)共混体系形态结构和黏弹行为的影响.发现HDPE-g-MAH的加入可原位生成尼龙6-高密度聚乙烯接枝共聚物(HDPE-g-PA6),使基体与分散相间的相容性显著改善,且随其添加量的增加两者相容性更好,导致HDPE/PA6体系形态结构变化.研究结果表明,由ARES获得的体系黏弹行为参数随HDPE-g-MAH含量的变化可与由SEM所观察到的微观形貌演化很好关联,动态流变学方法可敏感表征增容剂的加入所引起的HDPE/PA6界面性质变化,且能够反映分子链间相互作用的变化及由此导致的分散相颗粒网络的形成.