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功能聚合物材料改性MC尼龙的制备及研究

作　者: 赵菁
导　师: 潘炳力
学　校: 河南科技大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: MC尼龙蜜胺树脂微胶囊聚苯硫醚己内酰胺聚合物基复合材料力学性能吸水性
分类号: TQ323.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本课题根据阴离子开环聚合的机理，按照铸型尼龙的制备方法，通过添加两种不同的功能聚合物，蜜胺树脂微胶囊（MF）和聚苯硫醚（PPS）改性MC尼龙。实验过程中,首先对蜜胺树脂微胶囊的制备及表征进行研究，选择最佳的微胶囊进行改性MC尼龙复合材料，测试弯曲性能，硬度及吸水性。其次，制备聚苯硫醚改性MC尼龙复合材料，测试冲击性能、弯曲性能及吸水性。首先采用原位聚合法制备蜜胺树脂微胶囊，以石蜡为胶囊的芯材,三聚氰胺-甲醛树脂为胶囊的壁材，O/W乳液体系制备。制备过程中，对微胶囊芯材的乳化剂、分散剂、pH值、反应温度和反应时间的选择等做了详细的研究。实现结果显示，乳化剂选用十二烷基磺酸钠（SLS），分散剂选用聚乙烯醇（PVA）水溶液。预聚体的制备中，调节pH=9，反应温度为70℃，反应时间为90min。并且在制备胶囊过程中，采用不同的芯壁比进行胶囊包覆。利用德国布鲁克型红外光谱仪、台湾TE1384型四通道吸热仪测试吸热放热速率、日本5610LV型扫描电镜分别对蜜胺树脂微胶囊进行的表征测试。实验结果表明：通过红外光谱图中显示出了面树脂微胶囊的各种特征峰。在测定吸热放热速率时，芯壁比为1:1的时候胶囊吸热速率最快，在25s的时候达到58℃，并且处于稳定状态。通过扫描电镜观察芯壁比在1:1的时候胶囊的形貌最佳，微胶囊球体表面光滑，分散均匀。本实验采用MF和PPS作为填料，以己内酰胺为单体，根据阴离子开环聚合的机理，按照铸型尼龙（MC）的制备方法制备了MF/PPS改性MC尼龙复合材料。复合材料的制备过程中，对时间、温度的控制，真空度，催化剂和酰化剂的用量都做了研究。得出的实验的最佳工艺条件：真空度要求达到0.098MPa以上；催化剂用量为0.2g，酰化剂用量为3.5mL；温度控制在135℃左右，模具温度160℃；加入催化剂后抽真空时间为35min，在烘箱中恒温加热时间为90min。利用万能材料试验机、悬臂梁冲击试验机、邵氏硬度计及重量法测试吸水性对改性后的复合材料进行力学性能及吸水性测试。实验结果表明：通过添加MF聚合物，改性后的复合材料改善了纯尼龙的易脆缺点，使弯曲性能、硬度都有所提高，但是吸水性降低；但是添加PPS聚合物，超声过程中，分散性较好，改性后的复合材料的抗冲性能有所提高，吸水性能也有所降低，但是弯曲性能变差。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第1章绪论  8-19
  1.1 前言  8
  1.2 微胶囊的研究进展  8-12
    1.2.1 微胶囊的制备方法  9-10
    1.2.2 微胶囊应用领域  10-12
  1.3 聚苯硫醚研究进展  12-14
    1.3.1 PPS 的合成方法  12-13
    1.3.2 PPS 的应用  13-14
  1.4 MC 尼龙的研究进展  14-17
    1.4.1 MC 尼龙聚合机理  14-15
    1.4.2 MC 尼龙改性研究  15-17
  1.5 本课题的研究意义及构思  17-19
第2章蜜胺树脂微胶囊的制备及表征  19-28
  2.1 实验试剂  19
  2.2 实验仪器及设备  19-20
  2.3 胶囊的制备  20-21
    2.3.1 制备机理  20
    2.3.2 试剂制备  20-21
    2.3.3 制备工艺  21
  2.4 蜜胺树脂微胶囊的工艺优化  21-24
    2.4.1 乳化剂的选择  21-22
    2.4.2 分散剂的选择  22-24
    2.4.3 pH 值  24
    2.4.4 反应温度与反应时间  24
  2.5 蜜胺树脂微胶囊的表征与测试  24-27
    2.5.1 红外光谱（FT-IR）  24-25
    2.5.2 不同胶囊的芯壁比的升温降温图  25-26
    2.5.3 扫描电镜图片  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章 MF/MC 尼龙复合材料的制备及性能测试  28-36
  3.1 实验试剂  28
  3.2 实验仪器及设备  28
  3.3 复合材料制备  28-30
    3.3.1 工艺流程  28-29
    3.3.2 MF/MC 尼龙的制备  29-30
  3.4 分析表征方法  30-33
    3.4.1 弯曲性能测试  30-31
    3.4.2 复合材料硬度测试  31-32
    3.4.3 复合材料吸水性测试  32-33
  3.5 性能测试  33-35
    3.5.1 弯曲性能测试  33-34
    3.5.2 复合材料硬度测试  34
    3.5.3 复合材料吸水性测试  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章 PPS/MC 尼龙复合材料的制备及性能测试  36-43
  4.1 实验试剂  36
  4.2 实验仪器及设备  36
  4.3 复合材料制备  36-37
    4.3.1 工艺流程  36-37
    4.3.2 PPS/MC 尼龙的制备  37
  4.4 分析表征方法  37-40
    4.4.1 样条制备  37-38
    4.4.2 冲击强度  38-39
    4.4.3 弯曲强度  39
    4.4.4 吸水性  39-40
  4.5 性能测试  40-42
    4.5.1 PPS/MC 尼龙复合材料冲击强度的影响  40-41
    4.5.2 PPS/MC 尼龙复合材料弯曲强度的影响  41
    4.5.3 PPS/MC 尼龙复合材料吸水性的影响  41-42
  4.6 本章小结  42-43
第5章结论与创新  43-45
  5.1 实验结论  43
  5.2 创新点  43-45
参考文献  45-49
特殊符号  49-50
致谢  50-51
攻读硕士期间的研究成果  51

功能聚合物材料改性MC尼龙的制备及研究

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