共聚改性尼龙MXD6的制备与表征

以己二酸、间苯二甲胺、己内酰胺、尼龙66盐、尼龙1010盐为原料,通过熔融缩聚合成了MXD6以及MXD6/6、MXD6/66、MXD6/1010三种共聚尼龙。通过傅里叶变换红外分析了其化学结构,采用差示扫描量热法和热失重法分析其热性能,通过动态热机械性能测试分析了其储能模量及玻璃化转变温度,并测试了力学性能。结果表明:(1)共聚改性尼龙MXD6具有很好的热稳定性;(2)共聚改性尼龙MXD6的熔点和玻璃化转变温度低于尼龙MXD6;(3)通过与脂肪族尼龙共聚,得到的共聚改性尼龙MXD6具有更好的韧性。     

三元共聚半芳香尼龙的低温聚合及其性能研究

采用成盐、预聚合、固相聚合三步法制备高摩尔质量的尼龙6T/6I/66(PA6T/6I/66)三元共聚半芳香尼龙。利用红外光谱法表征其化学结构;通过差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TG)研究其热行为;运用动态力学分析(DMA)确定了聚合物玻璃化转变温度;测试了聚合物的力学性能。结果表明,三元共聚半芳香尼龙的耐热性较PA66有大幅度提高,同时其具有优良的拉伸强度、弯曲强度。     

半芳香共聚尼龙MXD6/6的制备与性能研究

以己二酸、间苯二甲胺、己内酰胺为原料,采用熔融缩聚法合成一系列不同己内酰胺质量分数的半芳香共聚尼龙MXD6/6。通过红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热仪以及热失重仪分析表征了尼龙MXD6/6的化学结构及热性能,通过动态黏弹谱仪测试了玻璃化转变温度(T_g),并测试了材料的力学性能。结果表明,1)合成的尼龙MXD6/6热稳定性能良好; 2)随着己内酰胺质量分数的增加,共聚尼龙玻璃化转变温度(T_g)和熔点(T_m)逐渐降低,尼龙MXD6/6的储能模量、拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量逐渐降低,断裂伸长率和冲击强度逐渐上升。当己内酰胺添加量在30%时,共聚尼龙MXD6/6的断裂伸长率较均聚MXD6提升362%,无缺口冲击强度提升232%。     

共聚酰胺6/11的结构表征及力学性能研究

采用熔融共缩聚法制备共聚酰胺(PA)6/11,并通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪和差示扫描量热(DSC)仪对其结构进行了表征,同时研究了己内酰胺含量对其力学性能的影响。FTIR分析结果表明,己内酰胺单体的引入并没有改变共聚PA6/11的主体PA11的晶型结构;DSC分析结果显示,所制备的材料为无规共聚物,在聚合过程中并没有形成均聚PA;力学性能研究表明,己内酰胺含量的变化对共聚PA6/11的拉伸强度和断裂伸长率影响较大,对冲击强度影响不大。     

PA6-PA6T/6I合金的制备及性能

利用尼龙6T/6I (PA6T/6I)与尼龙6 (PA6)按不同比例进行共混,得到一系列PA6-PA6T/6I合金。通过傅立叶变换红外光谱分析了其化学结构,采用差示扫描量热、热失重分析其热性能,通过动态机械热分析测试了其损耗因子及玻璃化转变温度,并测试了吸水性和力学性能。结果表明,PA6-PA6T/6I合金具有很好的热稳定性,PA6T/6I的添加提高了PA6-PA6T/6I合金的起始热分解温度和玻璃化转变温度。随着添加PA6T/6I的质量分数从0%增加至35%,PA6-PA6T/6I合金的熔点从224.3℃降低至217.2℃,拉伸强度从68MPa增加至85MPa,拉伸弹性模量从2210MPa增加至2615MPa,弯曲强度从83MPa增加至103MPa,弯曲弹性模量从1750MPa增加至2 030MPa,而简支梁缺口冲击强度则从5.5kJ/m~2降低至2.1kJ/m~2,饱和吸水率降低明显,从9.5%降低至5.3%。当PA6T/6I的质量分数在10%～25%区间时,PA6-PA6T/6I合金在保持一定冲击韧性的同时,改善了其强度、弹性模量及吸水性,其综合性能最佳。     

汽车用增韧尼龙6的热氧老化研究

分别研究了马来酸酐接枝(乙烯/辛烯)共聚物(POE)、铜盐抗氧剂和受阻酚类抗氧剂1010、1098及其与亚磷酸酯类抗氧剂626复配体系对增韧改性尼龙(PA)6材料抗热氧老化性能的影响,研究了不同抗氧剂体系和热老化时间对材料拉伸强度、简支梁缺口冲击强度的影响。结果表明,在增韧PA6材料中添加合适的抗氧剂可以满足材料在160℃条件下热氧老化24 h后力学性能保持率在90%以上的要求,该材料可以应用于汽车燃油管路系统。     

半芳香族耐高温尼龙PA6T/6I基LDS功能材料制备及性能

采用半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酸/间苯二甲酸己二胺(PA6T/6I)为树脂基体,铜铬氧化物为激光镭射助剂,制备了PA6T/6I基的激光直接成型(LDS)功能材料。采用扫描电子显微镜对激光镭射助剂分散状态及LDS功能材料模塑器件的表面形貌能进行了表征,使用热失重分析仪、差示扫描量热仪对LDS功能材料的热失重行为、熔融结晶性能进行了表征,研究了激光镭射助剂添加量对LDS功能材料的力学性能、热稳定性、化学镀性能的影响,同时研究了PA6T/6I熔融结晶性能和注塑模具温度对于模塑器件表面、外观的影响。结果表明,偶联剂的添加有利于改善激光镭射助剂在PA6T/6I树脂基体中的分散,其中环氧类的偶联剂KBM–403处理后的LDS镭射助剂分散效果最佳。激光镭射助剂添加量的增加,会造成LDS功能材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度及初始分解温度降低。激光镭射助剂添加量在8%时,预镀铜上镀时间和镀层覆盖时间最短,化学镀效果最佳。当注塑模具温度为175℃时,玻纤增强PA6T/6I基LDS功能材料模塑器件的外观最佳。     

PA66/6的制备及性能

以己二酸己二胺盐(AH Salt)、己内酰胺(CPL)为原料,通过熔融缩聚法制备系列配比的共聚酰胺66/6(PA66/6)。利用傅立叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、热重分析仪和万能材料试验机等表征其结构与性能。结果表明,经熔融缩聚法可成功制备PA66/6,其分子结构中以稳定的α晶型为主,当AH Salt与CPL比例接近1∶1时,有利于不稳定γ晶型的形成;与聚酰胺6 (PA6)或聚酰胺66 (PA66)相比,由于共聚单体的引入,PA66/6分子链规整性降低、分子内及分子间作用力减小,其熔点、结晶度、拉伸强度均有所下降,但断裂伸长率提高,并且热稳定性良好;当AH Salt与CPL质量比为40∶60时,熔点最低降至169.7℃,结晶度为16.2%,拉伸强度最低为33.9MPa,断裂伸长率提高至122.9%,表明共聚改性可有效地提高PA66/6的韧性和加工性能。     

共聚PA6/66在PA66/GF复合材料中的应用

以共聚尼龙(PA)6/66和POE-g-MAH作为增韧剂,采用熔融共混法对PA66/玻璃纤维(GF)复合材料进行增韧改性,考察两种增韧剂用量对其结晶行为、力学性能、热变形温度(HDT)和熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,高用量的POE-g-MAH对复合材料中PA66的结晶有一定阻碍作用,而共聚PA6/66对PA66的结晶性能影响较小;随着共聚PA6/66和POE-g-MAH用量的提高,PA66/GF复合材料的冲击强度明显提高,拉伸强度、弯曲强度和HDT则逐渐下降;与POE-g-MAH相比,共聚PA6/66对拉伸及弯曲强度和HDT的不利影响较小,且略微提高了复合材料的MFR,而POE-g-MAH大幅降低了复合材料的MFR。当两种增韧剂的质量分数均为12%时,共聚PA6/66和POE-g-MAH增韧的复合材料的无缺口冲击强度和缺口冲击强度基本相当,但前者在拉伸强度、弯曲强度、HDT和MFR方面均有更明显的优势。     

聚酰胺6/短切碳纤维/铜盐复合材料抗热氧老化机理的研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6（PA6）/短切碳纤维（SCF）/铜盐/碘化钾（KI）复合材料，通过电子万能试验机、差示扫描量热分析仪（DSC）、X射线多晶衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等研究了铜盐/KI体系对聚酰胺材料力学性能及热氧老化行为的影响，并分析探讨了材料耐热氧老化的作用机理。结果表明，单一铜盐或KI对PA6的抗热氧老化作用不大，而铜盐/KI复配体系可以有效提高PA6/SCF耐热老化后的拉伸强度保持率；SCF有一定的自由基捕捉能力，铜盐/KI/SCF的加入显著延长了PA6的氧化诱导时间（OIT）；铜盐/KI体系的抗热氧老化机理为：首先KI使聚酰胺基体中的二价铜转化为一价铜，然后过量KI与一价铜反应生成二碘合铜配离子［CuI₂］^-，［CuI₂］^-离子具有较强还原性，能够消耗聚酰胺老化过程中产生的自由基，从而延缓了聚酰胺6的热降解过程。     

对苯二甲酸间苯二甲胺盐共聚改性PA6的制备及性能

为了提升聚酰胺(PA)6的耐热性能和力学性能,选用间苯二甲胺(MXDA)和对苯二甲酸(PTA)为原材料,先合成对苯二甲酸间苯二甲胺盐(MXDA-T盐),再与己内酰胺共缩聚,制备得到一系列MXDA-T盐改性PA6树脂。傅里叶变换红外光谱测试结果表明MXDA-T盐链段成功引入PA6分子主链中;树脂相对黏度测试结果表明MXDA-T盐具有较高的反应活性,可获得相对黏度较高的MXDA-T盐改性PA6树脂;热重测试结果表明随着MXDA-T盐用量的增加,MXDA-T盐改性PA6树脂的热稳定性逐步提升;动态力学热分析和差示扫描量热分析的结果表明,随着共聚组分中MXDA-T盐用量增加,MXDA-T盐改性PA6树脂的熔融和结晶温度降低,玻璃化转变温度提高,当MXDA-T盐组分质量分数为20%和30%时,聚合物由半结晶态转变为非晶态;力学性能测试结果表明随着共聚组分中MXDAT盐用量的逐步提升,改性PA6树脂的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量和缺口冲击强度均呈现出先减后增的变化趋势,当MXDA-T盐的质量分数为30%时,改性PA6树脂的力学性能最佳。     

透明尼龙PA6T/6I在GF增强PA66体系中的应用

采用尼龙66 (PA66)和透明尼龙PA6T/6I为基体树脂,用熔融共混改性的技术方法制备PA66/PA6T/6I/GF复合材料,考察了透明尼龙PA6T/6I含量对复合材料的熔融结晶行为、热变形温度(HDT)、力学性能、表面性能的影响。结果表明,当玻璃纤维含量为30%的情况下,在透明尼龙树脂PA6T/6I用量不高于基体树脂含量的20%时,改性复合材料熔融结晶行为与PA66类似,复合材料制品表面的浮纤问题得到解决,比未添加透明尼龙PA6T/6I的复合材料相等的拉伸强度和弯曲强度分别提高27%和40%,简支梁和悬臂梁缺口冲击强度则分别提高了26%和40%,吸水率提高了30%,具有优异的综合性能和尺寸稳定性。     

PEG/PVA高分子固-固相变储能材料的制备

以聚乙二醇(PEG)为相变物质、聚乙烯醇(PVC)为骨架材料,通过接枝共聚法和偶联共混法分别制备了PEG/PVA高分子固-固相变材料.采用红外光谱法和差示扫描量热法研究了PEG/PVA相变材料的结构和相变行为.结果表明,共混体系和共聚体系均具有可逆的固-固相转变特性;共混体系最大相变焓为102.6 kJ/g, 共聚体系相变焓为82.5 kJ/g; 2种体系相变温度适中,可以满足低温相变要求,是一种具有较大使用价值和发展前途的高分子固-固相变储能材料.     

含芴基酯键结构二胺的合成及其环氧体系性能

利用甲酸铵还原法制备了含芴基和酯键结构的二胺单体9,9-双(4-(4-氨基苯甲酸)苯酯)芴(PEFDA),并采用红外光谱和核磁光谱对其结构进行了表征。以PEFDA部分替代4,4′-二氨基二苯醚(DDE)制备了改性环氧树脂体系E-51/DDE/PEFDA,采用示差量热分析(DSC)对该体系的固化行为进行了研究,并测试了固化物的热稳定性、冲击强度和耐湿性。结果表明,PEFDA的引入增强了E-51/DDE/PEFDA共聚树脂固化物的热稳定性,并对共聚树脂固化物起到了明显的增韧作用。     

PE/PA6/F-SEP复合材料的热性能及流变行为研究

采用硅烷偶联剂对海泡石(SEP)进行有机化改性,并用熔融共混法制备聚乙烯/聚酰胺6/改性海泡石(PE/PA6/F-SEP)复合材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)对F-SEP的结构进行表征。采用热失重分析(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的热性能、流变行为、力学性能以及微观形貌进行研究。结果表明:硅烷偶联剂对SEP实现接枝改性;F-SEP能保持PE/PA6体系的热稳定性,残炭率增加,且F-SEP在基体中起到异相成核作用,能提高材料的结晶温度,改善了材料的结晶行为;F-SEP的加入使复合材料的储能模量、损耗模量和复合黏度均有增加;力学性能表明,添加F-SEP对PE/PA6基体能起到一定的增强和增韧作用。随着F-SEP含量的增加,材料的拉伸和弯曲性能均逐渐增加,且材料的冲击强度可提高20.9%;SEM结果表明,F-SEP的加入使相界面变得模糊,能较好地改善PE和PA6的相容性。     

ANTI-6阻燃聚丙烯的热降解动力学研究

开发的新型无卤膨胀阻燃剂ANTI-6对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。利用热重分析仪研究了PP/ANTI-6体系的热降解行为,探讨了阻燃性能与热行为的关系。结果发现,ANTI-6阻燃剂的加入使PP的反应活化能在不同阶段均有较大提升,在失重初期(6%),ANTI-6能使得PP快速脱水并生成刚性膨胀炭化物形成防火层。随着温度升高,PP/ANTI-6体系的反应活化能会有所下降;失重大于25%后,反应活化能呈快速上升趋势。PP/ANTI-6体系阻燃性能显著提升的同时,其力学性能变化不大。     

尼龙成炭剂的研制及其在无卤阻燃PP中的应用

通过熔融挤出的方法制备了低熔点尼龙成炭剂尼龙6/氯化钙/有机蒙脱土(PA6/CaCl2/OMMT)(NCA),并将其与膨胀型阻燃剂复配后用于聚丙烯(PP)中。通过电子拉力试验机、水平垂直燃烧测试仪、灼热丝试验仪和差示扫描量热(DSC)测试仪等手段研究了NCA含量对阻燃PP力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,随着NCA含量的增大,阻燃PP材料的阻燃性能变好,力学性能没有明显变化。当NCA质量分数为6%时,材料满足UL94 V-0级(3.2、2.5 mm)。增大共聚PP的比例有利于提高材料的韧性,当均聚PP与共聚PP的质量比为1:1时,阻燃材料表现了优异的平衡力学性能,Izod缺口冲击强度达到5.2 kJ/m2,同时阻燃性能良好。     

原位聚合无卤阻燃3D打印PA 6粉末的制备及表征

在己内酰胺(CPL)水解开环悬浮聚合体系中加入三聚氰胺氰尿酸(MCA)单体盐,制备了可用于3D打印的无卤阻燃聚酰胺6(FRPA 6)粉末材料,在打印机上烧结成形,研究了MCA单体盐的加入对制品力学性能及阻燃性能的影响,并对FRPA 6形貌及性能进行了表征。结果表明:在悬浮聚合体系中,MCA的自组装反应进行比较充分,生成的MCA均匀分散在FRPA 6中,达到纳米级别;随着体系中MCA含量的增加,FRPA 6的熔点、抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度有所下降,断裂伸长率、结晶温度有所提高,当MCA质量分数为8%时,FRPA 6阻燃性能达到UL94 V-0级,拉伸强度为62.4 MPa,缺口冲击强度为7.4 k J/m~2,弯曲强度为64.7 MPa。     

反应性挤出合成PA6/6T及其性能研究

为了得到同时具有优良耐热性能和易加工性能的共聚物PA6/6T,探索了双螺杆反应性挤出预聚物PA6/6T合成较高摩尔质量共聚物PA6/6T的可行性;并通过FTIR、1 H-NMR对最终产物结构进行了表征;利用DSC、TG对其热性能进行了研究;同时研究了其力学性能.结果表明:通过反应性挤出成功得到了具有较高特性黏数的共聚物PA6/6T,通过控制共聚比,可获得熔点低至295℃,拉伸、弯曲和冲击强度分别为72、100 MPa和26 kJ/m2,具有优良综合性能的PA6/6T共聚树脂.     

汽车用PA6/ABS带色合金材料的研究

选用聚酰胺(PA6)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)高胶粉和相容剂,制备了PA6/ABS合金材料。研究了ABS用量对PA6/ABS合金材料加工性能和力学性能的影响。结果表明,ABS含量不同,挤出状态不同;ABS含量越高材料的流动性越差;随着ABS含量的降低,材料的拉伸强度依次升高,悬臂梁冲击强度和热变形温度呈不同的变化规律。选择PA6∶ABS=70∶25配方,对比不同抗氧剂时带色材料经热氧老化后颜色的变化及色粉含量增加后颜色的变化。结果表明,受阻酚类抗氧剂(1010)和硫醚类抗氧剂(DLTP)的复合抗氧体系和抗氧剂H10对抑制PA6/ABS合金材料热氧老化后的颜色黄变有很好的作用;通过添加钛白粉来增加色粉的含量可以明显降低材料经热氧老化后的颜色变化率,1010和DLTP的复合抗氧体系较抗氧剂H161能更好地抑制PA6/ABS合金材料热氧老化后C—N键的断裂和生色基团羰基的产生。研制的灰色PA6/ABS合金材料已应用于汽车儿童座椅配件。