采用雙螺桿擠出機和注塑機制備啞鈴形尼龍6（PA6）/石墨烯復合材料樣條,研究不同石墨烯含量對PA6晶體結(jié)構(gòu)、熱行為、斷面形貌和力學性能的影響。研究表明,添加石墨烯誘導PA6由γ晶型向α晶型轉(zhuǎn)變,在216℃和221℃附近出現(xiàn)分別歸屬于γ晶型和α晶型的熔融峰,隨著石墨烯含量的增加,PA6的結(jié)晶度和結(jié)晶溫度均出現(xiàn)先升高后降低的趨勢;石墨烯質(zhì)量分數(shù)低時,分散均勻,當石墨烯質(zhì)量分數(shù)高于0.03%時,出現(xiàn)團聚現(xiàn)象;當石墨烯質(zhì)量分數(shù)為0.03%時,拉伸強度和斷裂伸長率均最大,分別為116.26 MPa和333.34%,與純PA6樣條相比,分別提高了25%和30.68%。 

【文章來源】：工程塑料應用. 2020,48(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

PA6/石墨烯復合材料的XRD譜圖

圖2為PA6/石墨烯復合材料的熔融和結(jié)晶曲線。由圖2a的熔融曲線和表1可知,純PA6試樣在216.53℃出現(xiàn)一熔融峰,添加石墨烯后除216℃附近的熔融峰外,在221℃附近也出現(xiàn)一熔融峰。由于α晶型結(jié)構(gòu)比γ晶型穩(wěn)定,所以216℃附近的熔融峰屬于γ晶型,而221℃附近的熔融峰屬于α晶型[14],這與XRD的結(jié)果相一致。隨著石墨烯含量的增加,PA6的熔融焓先增加后降低,根據(jù)結(jié)晶度的計算公式得出,隨著石墨烯添加量的增加,PA6的結(jié)晶度先增加后降低。與純PA6樣品相比,添加石墨烯后樣品的熔限變窄,說明添加石墨烯后PA6的結(jié)晶完善程度增加。由圖2b的結(jié)晶曲線和表1可知,隨著石墨烯添加量的增加,PA6的結(jié)晶溫度(Tc)先升高后降低,表明石墨烯添加較少時作為異相成核劑,利于PA6在較高溫度下分子鏈運動排入晶格形成結(jié)晶。當石墨烯含量高時,由于石墨烯的團聚阻礙了PA6分子鏈運動排入晶格,使其結(jié)晶度降低。表1 PA6/石墨烯復合材料的DSC數(shù)據(jù) 試樣中石墨烯質(zhì)量分數(shù)/% Tm1)/℃ ΔHm/(J·?g–1) Xc/% Tc/℃ 0 216.53 45.63 19.84 189.74 0.01 221.08 61.40 26.70 191.88 0.03 221.41 78.65 34.21 193.01 0.05 221.06 69.95 30.44 192.35注:1) Tm為熔融溫度。

圖3為PA6/石墨烯復合材料的SEM照片。由圖3的斷面形貌可知,斷面比較光滑,說明在液氮中屬于脆性斷裂,當石墨烯質(zhì)量分數(shù)低于0.03%時,未觀察到石墨烯發(fā)生團聚現(xiàn)象,當石墨烯質(zhì)量分數(shù)為0.05%時,在斷面上出現(xiàn)有亮度增強區(qū)域,這主要是因為石墨烯屬于導電材料,而PA6作為基體屬于絕緣材料,當石墨烯分布少的地方由于導電性不好易引起電荷聚集,則該區(qū)域較亮。另外,石墨烯質(zhì)量分數(shù)為0.05%時,斷面上有一些小孔和白色顆粒,也說明石墨烯含量高時,發(fā)生團聚現(xiàn)象。2.4 PA6/石墨烯復合材料拉伸性能

【參考文獻】：
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碩士論文
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