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POE多单体熔融接枝改性及其在PA6增韧增强改性中的应用研究

作　者: 梁全才
导　师: 邱桂学
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: POE PA6 SGF 甲基丙烯酸缩水甘油酯甲基丙烯酸羟乙酯熔融接枝共混相容性增韧增强
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)或甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和苯乙烯(St)为接枝单体,采用多单体熔融接枝技术,在哈克(Haake)转矩流变仪中制备了乙烯-丁烯共聚物(POE)接枝物,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和熔体流动速率测定仪考察各种因素(单体用量、过氧化二异丙苯(DCP)用量、反应温度、反应时间、转子转速)对接枝率和熔体流动速率的影响,结果表明,POE/GMA/DCP =50/2.5/0.1,反应温度160℃,反应时间8min,转子转速30r/min时, POE-g-GMA的接枝率为0.49% ;当St/GMA=1/1 (摩尔比)时,POE-g-(GMA-co-St)的接枝率为0.90% ,熔体流动速率为0.46g/10min。POE/HEMA/DCP=50/3.0/0.3,反应温度150℃,反应时间10min,转子转速60r/min时,POE-g-HEMA的接枝率为0.40%;当St/HEMA=1/1(摩尔比)时,POE-g-(HEMA-co-St)的接枝率为0.73%,熔体流动速率为0.35g/10min。在双螺杆挤出机中制备了尼龙6(PA6)/POE接枝物(不同种类、接枝率大小)共混物,对其力学性能、缺口冲击断面形貌、弹性体分散情况及粒径大小进行研究,结果表明,共混弹性体(POE/POE多单体接枝物)对PA6的增韧效果相对较好,同时能较好的维持体系的拉伸强度和弯曲强度。当PA6/POE-g-(GMA-co-St)/POE =80/14/6,PA6/POE-g-(HEMA-co-St)/POE=80/12/8时,其缺口冲击强度分别为23.0 kJ/cm2和20.2 kJ/cm2,均比单一POE或POE接枝物增韧PA6的效果好;其冲击断面粗糙且有一定层次感,两相界面更加模糊,POE分散更加均匀,粒径细化到1μm左右,且与基体形成部分互穿网络结构,呈典型的韧性断裂。通过差示扫描量热仪(DSC)分析增韧PA6共混物的熔融/结晶行为发现:弹性体有利于PA6成核,但不利于晶体生长。从结晶度大小来看,PA6> PA6/POE接枝物共混体系> PA6/POE共混体系>PA6 /POE接枝物/POE共混体系。在增韧PA6的基础上,双螺杆挤出机中制备了PA6/共混弹性体/短切玻璃纤维(SGF)复合材料,考察不同接枝物及SGF用量对其力学性能、耐热性(维卡软化温度)、流变行为和微观结构的影响,结果表明,SGF用量为聚合物总量的40份时,POE-g-(GMA-co-St)体系复合材料综合性能较好,常温缺口冲击强度为18.9kJ/cm2,拉伸强度为99.2MPa,弯曲强度为128.1MPa,维卡软化温度217℃;其熔体在245℃下的流动性较好,且剪切敏感性较强;其缺口冲击断面凹凸层次清晰,SGF在PA6中取向程度高、分散均匀,且与POE多单体接枝物反应生成沉积物,复合材料断面呈韧性断裂。

POE多单体熔融接枝改性及其在PA6增韧增强改性中的应用研究

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