共聚PA66-PACM12及PACM12納米復(fù)合材料的制備及表征.pdf

1、PACM12是一種具有獨(dú)特微晶結(jié)構(gòu)的透明聚酰胺，它具有極其優(yōu)異的光學(xué)性能，但與強(qiáng)結(jié)晶型聚酰胺相比力學(xué)強(qiáng)度較低。共聚和原位聚合是高分子材料改性的常見(jiàn)方法，本文通過(guò)將PA66與PACM12共聚通過(guò)制備不同單體比例的共聚物，并對(duì)其性能進(jìn)行表征，探究了這種材料性能與組成的關(guān)系。此外通過(guò)原位聚合法制備了PCM12粘土納米復(fù)合材料以及PACM12二氧化硅納米復(fù)合材料，研究了納米顆粒對(duì)聚合物性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.XRD測(cè)試分析

2、結(jié)果表明，隨著共聚單體比例的變化，共聚物的結(jié)晶行為發(fā)生改變，在PACM12含量低于34wt％時(shí)材料結(jié)晶行為與尼龍66相似，XRD衍射角位置在22°為α晶型，結(jié)晶度隨著單體PACM12含量的增加先減小后增加;當(dāng)單體PACM12含量高于40wt％時(shí)，材料結(jié)晶行為與PACM12相似，XRD衍射角位置在19°，半峰寬增加，晶粒尺寸變小，晶體結(jié)構(gòu)變得十分不完善，結(jié)晶度隨著單體PACM12含量的增加而增加。而在PACM12納米復(fù)合材料中，黏土和二氧

3、化硅的加入會(huì)阻礙料的結(jié)晶。
　　2.TGA測(cè)試分析結(jié)果表明，材料的初始分解溫度（失重5％）隨單體PACM12含量增加而增加，當(dāng)PACM12含量為34wt％時(shí)材料的初始分解溫（失重5％）達(dá)到了469℃。在PACM12納米復(fù)合材料中，當(dāng)粘土添加量低于2wt％時(shí)，納米粒子的加入有利于提高PACM12的熱穩(wěn)定性，并且在粘土添加量為2wt％時(shí)，其初始分解溫（失重5％）達(dá)到471℃。
　　3.DSC測(cè)試結(jié)果表明當(dāng)單體PACM12含量為2

4、8wt％和34wt％時(shí)材料出現(xiàn)冷結(jié)晶現(xiàn)象，這是由于PACM12的加入導(dǎo)致結(jié)晶逐漸不完善的結(jié)果，并且在PACM12含量高于40wt％時(shí)材料迅速冷卻后DSC升溫曲線(xiàn)中沒(méi)有出現(xiàn)熔融峰，而經(jīng)120℃保溫48h的材料顯示出較為寬泛的熔融峰，這是由于增加PACM12的含量導(dǎo)致材料結(jié)晶速度變慢，在一定的熱處理中只能形成不完善的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
　　4.DMA測(cè)試結(jié)果表明，共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著單體PACM12含量的增加先減小后增加，這種變化規(guī)律是

5、由聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度共同決定的。當(dāng)PACM12含量低于34wt％時(shí)，隨著PACM12含量增加，共聚物結(jié)晶度下降，分子間作用力減弱，儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，，而在PACM12含量高于40wt％時(shí)，聚合物具有不完善的微晶結(jié)構(gòu)，且分子鏈剛性增加，因此玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著PACM12含量的增加而增加，儲(chǔ)能模量逐漸降低。
　　對(duì)于PACM12納米復(fù)合材料，納米粘土對(duì)聚合物基具有增強(qiáng)作用，并且隨其添加量的增加，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫

6、度明顯提高;而納米二氧化硅則不能起到增強(qiáng)作用。
　　5.共聚物中單體比例對(duì)材料力學(xué)性能的影響十分復(fù)雜?？偟膩?lái)說(shuō)共聚物的力學(xué)強(qiáng)度隨單體PACM12含量的增加而減小，但沖擊韌性逐漸提高。當(dāng)PACM12含量為28wt％和34wt％時(shí)，材料有很好力學(xué)綜合性能，其拉伸強(qiáng)度達(dá)到了72和74MPa，而且斷裂伸長(zhǎng)率高于500％,沖擊強(qiáng)度為13.6和14.2KJ/m2;對(duì)于PACM12含量為40％的共聚物，其拉伸強(qiáng)度值(64MPa)和沖擊強(qiáng)度值(1

7、4 kJ/m-2)分別比純PACM12材料提高了16％和33％。
　　在PACM12納米復(fù)合材料中，黏土的加入能增加材料的拉伸強(qiáng)度，其中在粘土添加量為2wt％時(shí)材料強(qiáng)度能達(dá)到62.76MPa，但沖擊強(qiáng)度降低。而二氧化硅的加入會(huì)使得材料力學(xué)綜合性能下降。
　　6.光學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，隨著單體PACM12含量的增加共聚物在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)透光率明顯增加，當(dāng)PACM12含量超過(guò)40wt％時(shí)透光率超過(guò)80％，而PACM12含量低于