PA6/EPT体系的非等温结晶动力学研究

用示差扫描量热法(DSC)考察了PA6、PA6/EPT体系的非等温结晶过程。用3种理论方法(改进Avrami法、Ozawa法及Avrami与Ozawa结合的方法)研究、分析PA6、PA6/EPT体系的非等温结晶动力学参数,结果表明:EPT的掺入改变了PA6的结晶成核和生长机理,Avrami与Ozawa结合的方法能较好地描述体系的非等温过程,从而为PA6/EPT体系的应用提供一定的理论依据。     

ZDP与EPT/ATO协同阻燃PA6的性能

以二乙基次膦酸锌(ZDP),N,N′–乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺(EPT)和三氧化二锑(ATO)组成阻燃体系与聚己内酰胺(PA6)经熔融共混制得阻燃PA6。利用热失重、炭层形貌分析、傅立叶变换红外光谱、裂解气相色谱-质谱、差示扫描量热、垂直燃烧和极限氧指数(LOI)测试研究其阻燃及热性能。结果表明,ZDP与EPT/ATO具有协同阻燃作用,当PA6,ZDP,EPT与ATO配比为44∶3∶2∶1时,阻燃PA6的UL 94达到V–0级,LOI为29.4%;与纯PA6相比,结晶温度与热失重残炭率均有所提高,分别为188.8℃和8.7%,熔融温度几乎不变,最大热失重温度约为435.9℃;燃烧产生的次膦酸自由基、溴自由基和EPT残留物可以捕获燃烧区自由基,提高了离火自熄性;燃烧形成的连续致密孔隙状交联炭层具有抗滴落的作用。     

MXD6/PA6/EPT共混物力学性能与形态结构研究

以马来酸酐接枝三元乙丙热塑性弹性体(EPT-g-MAH)为反应性增容剂,通过熔融共混方法制得聚(间二甲苯己二酰二胺)/聚酰胺6/三元乙丙热塑性弹性体(MXD6/PA6/EPT)共混物。利用电子万能试验机、记忆式冲击试验机、动态热机械分析仪(DMA)和扫描电子显微镜(SEM)等研究了MXD6/PA6/EPT共混物的力学性能、动态力学性能以及形态结构。结果表明:引入EPT-g-MAH后,MXD6/PA6/EPT共混物的储能模量降低,MXD6的β转变峰增强,但共混体系的力学状态没有发生根本改变;EPT-g-MAH的引入增强了EPT与MXD6两相界面的相互作用,分散相EPT尺寸明显减小,共混体系的相容性得到有效改善,并且共混物呈现出韧性断裂行为,其中当EPT-g-MAH含量为3.6%时,MXD6/PA6/EPT共混物的冲击强度较纯MXD6提高了7.61倍。     

TPU/PA6共混体系的非等温结晶行为

本文采用差示扫描量热法(DSC)研究了聚醚型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/尼龙6(PA6)共混体系的非等温结晶行为。结果表明,随着降温速率的增大,结晶峰温度向低温方向移动;TPU的加入阻碍了共混体系中PA6的结晶,致使结晶峰温和结晶焓随着TPU含量的增加而降低,这是由PA6与TPU之间存在氢键相互作用造成的。     

PA6切片加工过程中晶体结构转变的研究

采用差示扫描量热仪和X射线衍射仪分析了不同生产厂家的聚己内酰胺(PA6)切片在纺丝过程中晶型的变化。结果表明:由于生产工艺以及聚合设备不同,不同厂家的PA6切片的晶体结构存在差异;PA6切片以及对应的无油丝中含有α与γ晶型晶体,并且无油丝的衍射峰比PA6切片的衍射峰宽,两者的α晶型的衍射峰之间的间距较小;PA6切片在纺丝高温作用下,存在γ晶型向α晶型转变,α晶型的晶粒小,且结晶不完善,PA6无油丝更易结晶。     

金属离子配位作用下PA6的受限结晶

采用熔融共混法,制备了聚酰胺6/氯化钙(PA6/CaCl2)复合材料。通过差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射法(XRD)研究了PA6基体在受限条件下的非等温结晶及晶型转变行为。结果表明:金属离子Ca2+与酰胺基团的络合配位作用使PA6/CaCl2复合材料中PA6的结晶行为和结晶度受到了限制。随着CaCl2含量的增加,PA6的结晶度、结晶峰温度、熔融峰温度逐渐降低,结晶速率减小,结晶半峰宽增大,当CaCl2的含量大于8%时,PA6变为无定形态;此外,CaCl2的引入有利于PA6中α晶的生成。     

PAG原位增容PP/PA6共混物的非等温结晶动力学

用差示扫描量热法研究了聚丙烯（PP）、聚酰胺6(PA6)以及用α-甲基苯乙烯（AMS）和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的低相对分子质量共聚物(PAG)原位增容的PP/PA6共混物的非等温结晶动力学,采用修正Avrami方程的Jeziorny法对所得数据进行了处理。结果表明,与对比样PP/PA6相比,加入增容剂PAG后,共混体系中PP和PA6两相的结晶峰温Tp和结晶热焓 H均有所降低,而半结晶时间t1/2则有所延长,表明PAG的加入使共混体系两相大分子链的活动性受到了阻碍,导致其结晶困难;在2.5～40.0 ℃/min的降温速率范围内,修正的Avrami模型能很好地描述PP、PA6、PP/PA6及PAG增容PP/PA6共混物的非等温结晶过程。     

PA6/POE/黏土纳米复合材料的非等温结晶行为

采用差示扫描量热仪(DSC)方法研究尼龙6(PA6)及尼龙6/聚烯烃弹性体(POE)/黏土纳米复合材料的非等温结晶及熔融行为,随着降温速率的增加,PA6和PA6/POE/黏土纳米复合材料的结晶峰变宽,结晶峰向低温移动.在相同降温速率下,PA6/POE/黏土纳米复合材料在更高的温度下结晶;PA6和PA6/POE/黏土纳米复合材料中晶体呈三维生长.降温速率的增加和有机黏土的加入会使体系结晶速率增加;PA6/POE/黏土纳米复合材料的结晶活化能低于PA6.     

高含量碳纤维对尼龙6非等温结晶与熔融行为的影响

利用差示扫描量热仪（DSC）研究了高含量碳纤维（CF）对尼龙6（PA6）非等温结晶与熔融行为的影响。结晶行为研究结果表明，高含量CF的引入对PA6的结晶起到异相成核作用，提高了PA6的总结晶速率。熔融行为研究结果表明在低的降温速率下。CF诱导基体尼龙6形成亚稳态的γ^＊结晶，其熔融峰为一个明显的不对称单峰；高降温速率下为熔融双峰，低温峰为亚稳态的γ^＊结晶的熔融。而高温峰为亚稳态的结晶在升温过程中发生再结晶和再组合形成更稳定的γ结晶的熔融。     

EPT接枝共聚物的制备及其对PA6/EPT共混体系的增容作用

采用溶液接枝技术成功制备了可反应性相容剂——EPT接枝共聚物(EPT-g-ITA和EPT-g-MAH),红外光谱分析证明ITA、MAH已经成功接枝在EPT主链上。实验研究了引发剂和单体用量对接枝共聚物接枝率和凝胶含量的影响,当EPT/ITA/BPO=100/20/4时,接枝率达到3.16%,凝胶含量为8.8%;当EPT/MAH/BPO=100/8/0.64时,接枝率达到3.58%,凝胶含量为6%。通过双螺杆挤出机将EPT接枝共聚物引入PA6/EPT共混体系,当EPT-g-MAH/PA6含量为15%时,PA6/EPT/EPT-g-MAH共混物的缺口冲击强度比纯PA6提高了20倍。通过对EPT接枝共聚物的接枝率、凝胶含量以及PA6合金的缺口冲击强度等实验数据的分析可知,接枝在EPT主链上的MAH支链较短,接枝点较多;接枝在EPT主链上的ITA支链较长,接枝点较少。     

尼龙6/丙烯酸酯橡胶热塑性弹性体非等温结晶动力学

采用动态硫化法制备尼龙6/丙烯酸酯橡胶热塑性弹性体(PA6/ACM TPE),通过差示扫描量热仪研究了PA6和PA6/ACM TPE在5种不同冷却速率下的结晶过程,并分别用Jezirony法、Ozawa法以及Mo法分析了PA6和PA6/ACM TPE的非等温结晶动力学。结果显示,冷却速率越大,PA6和PA6/ACM TPE结晶峰的峰形变宽,半高宽变大,初始结晶温度和结晶峰温度降低,半结晶时间缩短;Jezirony法和Mo法均可分析PA6和PA6/ACM TPE的非等温结晶行为,而Ozawa法不适用;Jezirony法分析得出PA6和PA6/ACM TPE的Avrami指数(n)在2.0~3.0之间,且PA6/ACM TPE的修正后的结晶速率常数(Zc)比PA6的大,说明随着降温速率的增加,结晶速率提升,结晶时间缩短;Mo法研究表明PA6/ACM TPE的结晶动力学参数[F(T)]比PA6的小,PA6/ACM TPE的结晶速率高于PA6的结晶速率,说明添加ACM相加速了PA6的结晶过程。     

ABS-g-MAH在PA 6/ABS合金中的应用

采用固相接枝的方法制备了马来酸酐(MAH)接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)(ABS-g-MAH),并以ABS-g-MAH为相容剂,制备了聚酰胺6(PA 6)/ABS合金.ABS-g-MAH能有效改善合金的相容性,提高合金的力学性能,当w(ABS-g-MAH)为10%时.合金的冲击强度与未添加相容剂的合金相比提高了30%左右,其拉伸强度、弯曲强度也显著提高.PA 6中加人ABS和ABS-g-MAH影响了其结晶形态,球晶显著减少,并出现了大量的片晶.PA 6的α松弛温度为70℃左右,而加入ABS和ABS-g-MAH后α松弛温度为115℃左右,并且出现明显的β松弛,γ松弛温度也从-50℃降到-70℃左右.     

熔融条件对尼龙612TPU共混物中尼龙结晶行为的影响

用DSC研究了熔融温度与熔融时间对尼龙612(PA612)/聚酯型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混体系中PA612结晶行为的影响。不同的熔融温度和熔融时间对PA612/TPU的结晶行为影响表明,在相同的熔融温度条件下,PA612的结晶峰温度随着熔融时间的延长向低温方向移动,结晶峰温度和结晶焓值逐渐降低,结晶峰逐渐变宽;在相同的熔融时间条件下,PA612的结晶峰温度随着熔融温度的提高向低温方向移动,结晶峰温度按200℃220℃240℃降低。     

尼龙66与尼龙6及其共混物的熔融与结晶行为

分别将尼龙66(PA66)、尼龙6(PA6)以及不同比例的PA66/PA6共混物,经双螺杆挤出机挤出造粒,得到不同类型的PA粒料。使用自动黏度测定仪测试了挤出加工前后PA66和PA6的相对黏度,其中PA66和PA6的相对黏度分别下降了10.1%和2.5%。结果表明,PA66与PA6经过双螺杆挤出加工后都产生了降解现象,且在相同的加工条件下,PA66比PA6降解得更快。采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR–FTIR)与差示扫描量热(DSC)法研究了PA66、PA6及其不同比例共混物的熔融与结晶行为。结果表明,加工历史对PA66与PA6的熔融与结晶行为影响很大,当两者共混时,PA6质量分数超过40%时共混物才开始出现PA6的熔融峰与结晶峰。     

超支化聚合物改性PA6的研究

将芳香族超支化聚合物(HBP)与PA6共混、造粒、纺丝,研究PA6/HBP共混体系的结晶性能及纺丝工艺。结果表明:与PA6相比,HBP的加入对PA6的结晶温度和取向度无明显影响,结晶度提高,其晶型发生变化,γ晶型增强,α晶型略有减弱,HBP以加入质量分数为0.05%较好。PA6/HBP共混体系的熔体流动指数较PA6的明显提高,其纺丝温度明显降低,PA6/HBP纤维的断裂强度有所下降。HBP以加入质量分数为0.05%较好。     

聚酰胺66/锡氟磷酸盐玻璃杂化材料性能研究

采用锡氟磷酸盐玻璃（TFP）粉末与PA66（PA66）粉末混合、熔融共混和注塑成型制备了PA66/TFP杂化材料,并研究了不同TFP含量杂化材料的动态力学行为、结晶性能等。结果表明,当TFP填充量为30 %时,PA66的玻璃化转变温度（Tg）降低了13 ℃,且在130 ℃处出现了第三个松弛峰;加入TFP未改变PA66的晶型,却使得PA66的α晶型与γ晶型数量、结晶速度和结晶度明显降低;TFP颗粒形态可变,与PA66相容性良好且以两种尺寸的颗粒均匀分布。     

增容剂对PP/PA66共混物力学性能和结晶行为的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/聚酰胺66(PA66)共混物,研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)作为增容剂对PP/PA66共混物力学性能和非等温结晶行为的影响。结果表明:PP-g-MAH提高了共混体系的拉伸强度,加入5份POE-g-MAH能显著提高共混物的断裂伸长率;PA66可起到异相成核作用,使PP的结晶峰温度升高;加入PP-g-MAH进一步提高了PP的结晶峰温度;PA66使PP的结晶活化能增大,增容剂的加入则使共混体系中PP的结晶活化能降低。     

PA6T/1010共聚物热性能研究

以对苯二甲酸、己二胺和癸二酸、癸二胺为原料合成了新型半芳香PA6T/1010共聚物,通过差示扫描量热仪(DSC)、熔点测定仪和热重分析仪(TG)对不同组成PA6T/1010的熔融行为、结晶行为和热稳定性进行了表征。结果表明:当PA6T含量大于40%时,PA6T/1010共聚物的结晶性能明显下降,熔融峰和结晶峰均消失;当PA6T含量为40%时,共聚物共熔点降至165℃;PA6T/1010共聚物的热降解过程为一步降解,热降解温度超过400℃。     

良好分散尼龙6/多壁碳纳米管复合材料的研究

采用柔和混合法制备纳米粒子良好分散的尼龙-6/多壁碳纳米管(PA6/MWNTs)复合材料,采用差示扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射法(XRD)研究了MWNTs对PA6基体结晶熔融行为的影响。DSC结果表明,MWNTs的加入大幅度地提高了PA6的结晶温度(最高提高约20℃),基体的结晶度也有所提高,说明良好分散的MWNTs在PA6结晶过程中呈现明显的异相成核作用;XRD结果证实,分散良好的MWNT促进PA6形成α晶型,抑制γ晶型的形成。同时,MWNT的加入导致复合材料出现熔融双峰现象,其形状随MWNT含量的变化而改变,双峰结构可能是由于熔融过程中伴随着重结晶而引起的。     

纳米OMMT对PA6/PET共混体系结晶性能的影响

采用熔融共混法,以PA6/PET(30/70)和PA6/PET(70/30)合金为研究对象,利用差示扫描量热法(DSC)探讨纳米有机OMMT对PA6/PET共混物结晶性能的影响,结果表明:PA6/PET共混物中,PA6相和PET相均能各自结晶,且PA6相阻碍PET相的结晶,而PET相对PA6相的结晶性能没有影响。引入纳米OMMT后,体系中PA6相和PET相的结晶温度均降低,并缩短半结晶时间,加剧两组分结晶温度对降温速率的依赖性。用莫志深方法处理纯PA6/PET共混物和PA6/PET/OMMT纳米复合材料的非等温结晶动力学,结果表明:在PA6/PET(30/70)共混体系中引入纳米OMMT后,F(T)值均增大,而在PA6/PET(70/30)共混体系中引入纳米OMMT,F(T)值减小。