蒙脫土/超支化PA6納米復(fù)合包裝材料的制備及其性能研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-30 01:04
聚酰胺6（PA6）薄膜透明性比較好,拉伸強(qiáng)度較高,并且還耐蒸煮和耐有機(jī)溶劑性,抗穿刺性優(yōu)良、阻氧性能優(yōu)異等,已成為重要的包裝材料之一。但是傳統(tǒng)的聚酰胺樹脂為線形結(jié)構(gòu),雖然其力學(xué)性能比較好,但是它也存在著相對(duì)黏度較高、熔體流動(dòng)性較差等缺點(diǎn)。聚酰胺-胺（PAMAM）是一種樹枝狀枝化高分子,分子鏈周圍含有很多活性基團(tuán)。近年來,樹枝狀支化大分子由于其高度支化的結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出線性聚合物所沒有的分子鏈不易纏結(jié)、低黏度、高流動(dòng)性、良好的溶解性、難以結(jié)晶等一系列獨(dú)特的物理化學(xué)特性。而加入PAMAM的聚酰胺6（超支化PA6）是一種高熔體流動(dòng)速率、易于成型加工且耗時(shí)短、能耗與成本低、高強(qiáng)高韌的聚酰胺樹脂。在聚合物中引入少量層狀蒙脫土（MMT）納米材料,MMT能發(fā)揮納米片層的納米效應(yīng),在保證復(fù)合材料力學(xué)性能的基礎(chǔ)上,能夠改變小分子物質(zhì)（水蒸氣、氧氣等）的遷移路徑,有效提高復(fù)合材料的阻隔性能。本研究采用聚酰胺6高溫高壓水解聚合工藝,利用PAMAM和MMT協(xié)同改性PA6,制備蒙脫土/超支化PA6納米復(fù)合材料。并對(duì)所制備的蒙脫土/超支化PA6納米復(fù)合材料進(jìn)行一系列的表征。表征結(jié)果顯示相比于其他三種蒙脫土,有機(jī)蒙脫土...
【文章來源】：湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
小分子在未填充（a）和填充（b）蒙脫土的聚合物材料中的擴(kuò)散路徑
圖 1-2 蒙脫土在 PA6 基體中的三種構(gòu)象Fig. 1-2 The three structures of montmorillonite in the PA6 matrix由圖 1-2 所示蒙脫土在尼龍 6 基體中的三種分散狀態(tài)，可以看出剝離結(jié)構(gòu)的形態(tài)最佳，在此結(jié)構(gòu)中尼龍 6 的分子鏈完全將蒙脫土的片層剝離開，并且蒙脫土的片層以單片的形式均勻分散在聚合物基體內(nèi)。對(duì)于 MMT/PA6 復(fù)合材料體系已有大量相關(guān)研究報(bào)道。Picard 等[39]通過熔融共混的方法將 PA6插層到MMT中，形成了插層型 MMT/PA6納米復(fù)合材料，復(fù)合材料體系的阻隔性能和力學(xué)性能因而得到了顯著的提高。此外，作者還總結(jié)了不同阻隔模型的適用范圍及其特性，修正了 Cussler-Lape 模型，并且對(duì)阻隔性能進(jìn)行模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)考慮片層的多分散性后的模擬結(jié)果比較準(zhǔn)確，否則將會(huì)在高填充部分發(fā)生偏離。賴登旺等[40]通過在澆鑄尼龍 6（MCPA6）聚合過程中加入層狀硅酸鹽蒙脫土進(jìn)行原位接枝聚合，達(dá)到了應(yīng)對(duì)軌道交通提速、機(jī)車用心磨耗盤需要提高耐熱形變溫度和耐磨性能的要求。Russo 等[41]采用擠出流延的手段制備了共聚尼龍/MMT 和 PA6/MMT 納米復(fù)合材料薄膜，研究發(fā)現(xiàn)
并研究了聚合反應(yīng)中TAPO與IPC的最佳摩爾比、反應(yīng)濃度以時(shí)間的關(guān)系。將尼龍6與P-HBPA在250 ℃下密煉制得P-HBPA/PA6研究指出P-HBPA在共混物中的添加量為0.5 wt%時(shí)，共混物的拉伸度、斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值。上大量研究表明，超支化PA6是一種高熔體流動(dòng)速率、易于成型加成型時(shí)間和節(jié)約成本且力學(xué)性能優(yōu)良的尼龍樹脂。脫土/超支化PA6納米復(fù)合包裝材料的研究進(jìn)展研究表明[78-79]，尼龍 6 經(jīng)過雙向拉伸成薄膜以后，其阻隔性能和大幅度提升，其中拉伸強(qiáng)度提高超過一倍，阻隔性能提高超過兩倍伸尼龍 6（BOPA6）在包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用更加廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)[80]，2OPA薄膜產(chǎn)能約為43.2萬噸，其中亞洲約占35.4萬噸（主要集中在韓國(guó)、泰國(guó)、印度尼西亞等國(guó)家或地區(qū)），歐洲約占 4.8 萬噸，北，其他地區(qū)約占 1.1 萬噸。近些年全球的雙向拉伸尼龍薄膜需求中在中國(guó)市場(chǎng)。具體見圖 1-3。
本文編號(hào)：2946673
【文章來源】：湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
小分子在未填充（a）和填充（b）蒙脫土的聚合物材料中的擴(kuò)散路徑
圖 1-2 蒙脫土在 PA6 基體中的三種構(gòu)象Fig. 1-2 The three structures of montmorillonite in the PA6 matrix由圖 1-2 所示蒙脫土在尼龍 6 基體中的三種分散狀態(tài)，可以看出剝離結(jié)構(gòu)的形態(tài)最佳，在此結(jié)構(gòu)中尼龍 6 的分子鏈完全將蒙脫土的片層剝離開，并且蒙脫土的片層以單片的形式均勻分散在聚合物基體內(nèi)。對(duì)于 MMT/PA6 復(fù)合材料體系已有大量相關(guān)研究報(bào)道。Picard 等[39]通過熔融共混的方法將 PA6插層到MMT中，形成了插層型 MMT/PA6納米復(fù)合材料，復(fù)合材料體系的阻隔性能和力學(xué)性能因而得到了顯著的提高。此外，作者還總結(jié)了不同阻隔模型的適用范圍及其特性，修正了 Cussler-Lape 模型，并且對(duì)阻隔性能進(jìn)行模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)考慮片層的多分散性后的模擬結(jié)果比較準(zhǔn)確，否則將會(huì)在高填充部分發(fā)生偏離。賴登旺等[40]通過在澆鑄尼龍 6（MCPA6）聚合過程中加入層狀硅酸鹽蒙脫土進(jìn)行原位接枝聚合，達(dá)到了應(yīng)對(duì)軌道交通提速、機(jī)車用心磨耗盤需要提高耐熱形變溫度和耐磨性能的要求。Russo 等[41]采用擠出流延的手段制備了共聚尼龍/MMT 和 PA6/MMT 納米復(fù)合材料薄膜，研究發(fā)現(xiàn)
并研究了聚合反應(yīng)中TAPO與IPC的最佳摩爾比、反應(yīng)濃度以時(shí)間的關(guān)系。將尼龍6與P-HBPA在250 ℃下密煉制得P-HBPA/PA6研究指出P-HBPA在共混物中的添加量為0.5 wt%時(shí)，共混物的拉伸度、斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值。上大量研究表明，超支化PA6是一種高熔體流動(dòng)速率、易于成型加成型時(shí)間和節(jié)約成本且力學(xué)性能優(yōu)良的尼龍樹脂。脫土/超支化PA6納米復(fù)合包裝材料的研究進(jìn)展研究表明[78-79]，尼龍 6 經(jīng)過雙向拉伸成薄膜以后，其阻隔性能和大幅度提升，其中拉伸強(qiáng)度提高超過一倍，阻隔性能提高超過兩倍伸尼龍 6（BOPA6）在包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用更加廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)[80]，2OPA薄膜產(chǎn)能約為43.2萬噸，其中亞洲約占35.4萬噸（主要集中在韓國(guó)、泰國(guó)、印度尼西亞等國(guó)家或地區(qū)），歐洲約占 4.8 萬噸，北，其他地區(qū)約占 1.1 萬噸。近些年全球的雙向拉伸尼龍薄膜需求中在中國(guó)市場(chǎng)。具體見圖 1-3。
本文編號(hào)：2946673
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