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二氮杂萘酮聚芳醚砜（PPES）/MC尼龙6原位复合材料的结构与性能研究

作　者: 姚辉梅
导　师: 林志勇
学　校: 华侨大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 二氮杂萘酮聚芳醚砜(PPES) MC尼龙6 原位复合材料相互作用品型结构性能
分类号: TQ320.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

随着现代科学技术的发展，对高分子材料的要求越来越高，对聚合物进行共混改性是获得高性能复合材料的一种重要途径。原位聚合法是制备聚合物／聚合物复合材料的一种新方法，它可使刚性链高分子与基体同时在原位生成，使初生态的两种聚合物均匀混合在一起，尽量消除刚性链高分子和挠曲性高分子相分离倾向，达到较高的分散水平，且工艺较为简单，克服了一般熔融共混法、溶液共混共沉淀法本身存在的缺陷。目前采用阴离子原位聚合法制备含二氮杂萘酮聚芳醚砜(PPES)／MC尼龙6复合材料还未见报道。本文在PPES能完全溶解于己内酰胺熔体的特点上，采用催化剂(NaOH)、活化剂(2，4—TDI)，通过阴离子聚合法原位制备了PPES／MC尼龙6复合材料。研究了PPES与己内酰胺、己内酰胺钠的相互作用，表征了PPES在MC尼龙6中的分散状态，借助DSC、WAXD、FT-IR等方法系统探讨了复合材料的结晶、熔融行为及晶型结构，研究了复合材料的热性能、力学性能和破坏形态，阐明了PPES对原位聚合复合材料结构与性能的影响。主要结果如下： 1．PPES与己内酰胺、己内酰胺钠之间均存在氢键作用；PPES与己内酰胺钠的氢键作用大于PPES与己内酰胺的氢键作用。扫描电子显微镜结果表明，PPES均匀分散在基体MC尼龙6中。随着PPES含量的增加，PPES与MC尼龙6相互作用点增多，两者间总的相互作用力提高，但同时也团聚增强，相区变大。 2．非等温结晶结果表明：PPES与MC尼龙6之间的氢键作用使PPES阻碍了复合材料中MC尼龙6的结晶；复合材料相应的多重熔融行为，对应于不同完善程度的晶体的熔融，与再结晶和再组合有关。 3．等温结果表明：PPES在复合材料中一方面起到异相成核剂作用促进MC尼龙6结晶，另一方面由于PPES与MC尼龙6之间的相互作用阻碍基体MC尼龙6的结晶，结果基于这两方面的共同作用。等温结晶后熔融行为研究表明：PPES使等温结晶熔融峰Ⅰ、Ⅱ的温度升高，被认为是PPES对MC尼龙6具有成核的作用，生成更为完善的晶体。熔融峰Ⅲ的温度基本上不变，被认为是最稳定晶体熔融的结果。 4．MC尼龙6及其原位聚合复合材料均呈现尼龙6典型的α晶型为主的衍射峰，熔体用液氮淬冷后样品均呈现典型的γ晶型衍射峰。淬冷样品在190℃退火2hr后，呈现α品型和γ晶型共存的现象，PPES与MC尼龙6之间的氢键作用阻碍了复合材料中γ晶型

全文目录

中文摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章文献综述  12-36
  1.1 聚合物基复合材料  12-13
  1.2 聚合物基复合材料的分类  13
  1.3 原位聚合法复合材料  13-18
  1.4 以尼龙6为基体的原位聚合复合材料  18-26
    1.4.1 尼龙6活性阴离子聚合方法  18-22
      1.4.1.1 阴离子聚合法合成铸型尼龙6的原理  18-20
      1.4.1.2 铸型尼龙简介  20-21
      1.4.1.3 铸型尼龙聚合过程及特点  21-22
      1.4.1.4 铸型尼龙6的特性  22
    1.4.2 以尼龙6为基体的原位聚合复合材料  22-26
      1.4.2.1 尼龙6／无机层状物复合体系  23-24
      1.4.2.2 尼龙6／无机粒子复合体系  24-25
      1.4.2.3 尼龙6嵌段共聚改性及分子复合体系  25-26
  1.5 本论文的目的、意义、构思及创新点  26-31
    1.5.1 本工作的目的、意义及构思  26-28
    1.5.2 本工作的研究内容  28-29
    1.5.3 本工作的创新点  29-31
  参考文献  31-36
第二章实验部分  36-42
  2.1 实验原料  36
  2.2 样品制备  36-37
    2.2.1 原位聚合法制备PPES／MC尼龙6 原位复合材料  36-37
    2.2.2 溶液共混共沉淀法制备聚醚砜(PPES)／尼龙6复合材料  37
  2.3 力学试样的制备  37-38
    2.3.1 试样规格  37-38
    2.3.2 试样制备方法  38
  2.4 结构和性能表征的仪器与方法  38-41
    2.4.1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析  38-39
    2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)分析  39
    2.4.3 非等温差示扫描量热法(DSC)分析  39
    2.4.4 等温差式扫描量热法  39-40
    2.4.5 广角X射线衍射(WAXD)分析  40
    2.4.6 热重(TGA)分析  40
    2.4.7 力学性能测试  40-41
  参考文献  41-42
第三章 PPES／MC尼龙6复合材料相互作用研究  42-55
  3.1 引言  42-43
  3.2 红外光谱法研究复合材料的相容性  43-44
  3.3 己内酰胺、己内酰胺钠与PPES之间的相互作用研究  44-51
  3.4 PPES在基体MC尼龙6中的分散情况  51-52
  3.5 本章小结  52-53
  参考文献  53-55
第四章 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的非等温结晶与熔融  55-82
  4.1 引言  55-56
  4.2 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的非等温结晶动力学  56-66
    4.2.1 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的非等温结晶行为  57-60
    4.2.2 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的非等温结晶动力学  60-66
      4.2.2.1 Jeziormy法  60-64
      4.2.2.2 Liu法  64-66
  4.3 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料非等温结晶后的熔融行为  66-72
  4.4 原位聚合复合材料与溶液共混共沉淀法处理后的复合材料的非等温结晶与熔融行为对比  72-77
    4.4.1 原位聚合复合材料与溶液共混共沉淀法处理后的复合材料的非等温结晶行为对比  72-75
    4.4.2 原位聚合复合材料与溶液共混共沉淀法处理后的复合材料的非等温后熔融行为对比  75-77
  4.5 本章小结  77-78
  参考文献  78-82
第五章 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的等温结晶与熔融  82-98
  5.1 引言  82-83
  5.2 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的等温结晶动力学  83-93
    5.2.1 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的等温结晶行为  83-84
    5.2.2 平衡熔点  84-86
    5.2.3 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的等温结晶动力学  86-93
      5.2.3.1 Avrami方程  86-91
      5.2.3.2 LH(Lauritizen-Hoffman)方法  91-93
  5.3 尼龙6及其原位聚合复合材料等温结晶后的熔融行为  93-95
  5.4 本章小结  95-96
  参考文献  96-98
第六章 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的晶型结构研究  98-119
  6.1 引言  98-99
  6.2 PPES含量对PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的晶型结构的影响  99-102
  6.3 退火处理对PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的晶型和结晶度的影响  102-107
  6.4 KI/I_2溶液处理对PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料晶型结构的影响  107-115
  6.5 本章小结  115-116
  参考文献  116-119
第七章 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的性能与破坏形态研究  119-132
  7.1 引言  119-120
  7.2 热失重行为研究  120-123
    7.2.1 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的热失重行为  120-122
    7.2.2 溶液共混共沉淀法处理后的共混材料热失重行为  122-123
  7.3 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的力学性能及破坏形态  123-129
    7.3.1 PPES／MC尼龙6原化聚合复合材料的拉伸性能及破坏形态  123-126
    7.3.2 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的弯曲性能  126-127
    7.3.3 PPES／MC尼龙6原位聚合复合材料的冲击性能及破坏形态  127-129
  7.4 本章小结  129-130
  参考文献  130-132
第八章结论  132-134
附录  134-135
致谢  135

二氮杂萘酮聚芳醚砜（PPES）/MC尼龙6原位复合材料的结构与性能研究

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