尼龍11-EVOH阻隔性材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、尼龍11(PA11)樹脂主要應(yīng)用于汽車輸油管道和煤氣工程等方面，隨著環(huán)保要求的日趨提高，單一的PA11樹脂的阻隔性能已不能完全達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了提高其阻隔性能，本課題采用目前阻隔性能最好的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)與PA11通過(guò)熔融共混法制備出了PA11/EVOH阻隔材料，采用掃描電子顯微鏡(SEM)、毛細(xì)管流變儀、X射線衍射(WAXD)、差示掃描量熱儀(DSC)和偏光顯微鏡(POM)等對(duì)PA11/EVOH阻隔材料的力學(xué)性能、阻隔性

2、能、凝膠含量、形態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能和結(jié)晶性能等方面進(jìn)行了研究。 力學(xué)性能和阻隔性能研究結(jié)果表明，當(dāng)阻隔材料的配比為PA11/EVOH/DCP=80/20/1.5時(shí)，材料的吸油值達(dá)到最小值為0.244％(二甲苯)，沖擊性能達(dá)到最大值5.31KJ/m2，此時(shí)的拉伸強(qiáng)度為53.5MPa。與純PA11相比，共混材料的阻隔性能、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度分別提高了5倍、18％和17.4％。SEM照片表明，此時(shí)EVOH以交疊的不連續(xù)性片層狀結(jié)構(gòu)分散于

3、PA11基體樹脂中，這對(duì)阻隔性能的提高起到了關(guān)鍵作用。 凝膠含量研究結(jié)果表明PA11/EVOH阻隔材料的凝膠含量隨著DCP含量的增加先升高后降低，在DCP含量為1.5％時(shí)達(dá)到最大值；同時(shí)，EVOH/DCP體系低凝膠含量表明EVOH發(fā)生自交聯(lián)的幾率較小，主要是PA11和EVOH之間發(fā)生共交聯(lián)反應(yīng)。結(jié)合FT-IR分析，提出了DCP存在下，PA11和EVOH發(fā)生共交聯(lián)的機(jī)理。 考察了DCP含量對(duì)PA11/EVOH阻隔材料流變行

4、為的影響。研究結(jié)果表明PA11/EVOH阻隔材料為假塑性流體，表現(xiàn)出切力變稀的現(xiàn)象。與未添加DCP的相比，加入DCP后體系的非牛頓指數(shù)n值變小，說(shuō)明加入DCP后體系對(duì)剪切速率的敏感性降低；在給定剪切應(yīng)力和剪切速率下，體系的表觀粘度隨著DCP含量的增加先升高后降低，在DCP含量為1.5％時(shí)達(dá)到最大值，這與凝膠含量的測(cè)試結(jié)果是一致的；體系的粘流活化能隨著DCP含量的增加整體上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，對(duì)溫度的敏感性下降。 采用DSC研究了PA1

5、1/EVOH/DCP共混物的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明：Avrami方程很好的描述了PA11/EVOH/DCP共混物的等溫結(jié)晶行為。EVOH和DCP的加入產(chǎn)生的交聯(lián)部分起到了異相成核的作用，提高了PA11的結(jié)晶速率；DCP的加入改變了PA11/EVOH阻隔材料的晶體生長(zhǎng)方式和成核機(jī)理。根據(jù)Hoffman-Weeks理論計(jì)算，PA11/EVOH/DCP共混物的平衡熔點(diǎn)比PA11的低，說(shuō)明EVOH和DCP的加入降低了PA11的結(jié)