本文關(guān)鍵詞：碳納米管增強PA6的正負面效應(yīng)及其對策研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚酰胺6(PA6)作為產(chǎn)量最大的高分子材料之一,具有強度高、抗沖擊等優(yōu)點,但隨著相關(guān)工業(yè)的快速發(fā)展,純PA6的強度和韌性已不能滿足某些行業(yè)的要求,因此對PA6進行增強改性已成為研究的熱點。碳納米管(CNTs)因優(yōu)異的力學(xué)性能被看作理想的復(fù)合材料增強相,但由于其分散及界面結(jié)合的問題,限制了其在復(fù)合材料中的應(yīng)用。更重要的是,CNTs添加到PA6中后,盡管有一定的增強效果,但會導(dǎo)致復(fù)合材料斷裂延伸率降低,出現(xiàn)脆化現(xiàn)象,這種CNTs帶來的正負面效應(yīng)值得深入研究。本論文深入研究添加CNTs帶來的正負面效應(yīng)的根本原因并提出解決方案。首先以純PA6為研究對象,初步探索模具溫度對材料力學(xué)性能的影響。在此基礎(chǔ)上研究了CNTs對PA6增強效果的影響,并探討了CNTs在增強PA6的同時導(dǎo)致其斷裂延伸率降低的內(nèi)在原因。然后分別探索了CNTs氨基化及在PA6中添加彈性體兩種途徑緩解CNTs引起的脆化效應(yīng)。研究結(jié)果表明:(1)對純PA6而言,當(dāng)模具溫度高于100℃時,晶粒尺寸變大、結(jié)晶度降低且γ晶型所占比例減小,應(yīng)是導(dǎo)致PA6強度和塑形降低的主要原因。(2)當(dāng)CNTs含量為0.1 phr時直接干混法制備的復(fù)合材料中CNTs分散效果好且拉伸強度高,與純PA6和懸浮液濕混法制備的復(fù)合材料相比,分別提高了17.0%和5.0%。同時,與純PA6相比,所有PA6/CNTs復(fù)合材料斷裂延伸率均大幅下降,其范圍在29.9~94.0%。(3)CNTs的添加提高了復(fù)合材料拉伸強度,但其斷裂延伸率也隨之大幅降低。這是由于添加CNTs后,盡管晶粒大幅細化,但PA6的結(jié)晶度降低,且由塑性好的γ晶型轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄圆畹摩辆退隆?4)對CNTs進行氨基化處理得CNTs-NH2,當(dāng)其添加量為0.1 phr時,復(fù)合材料拉伸強度為88.9 MPa,與純PA6比,提高幅度不大(約8.7%),但其斷裂延伸率仍然保持較高值(129.3%),而相同添加量時,未氨基化處理的CNTs則使PA6的斷裂延伸率降到17.6%。(5)對比SEBS-MAH和VP301兩種彈性體對PA6/CNTs復(fù)合材料的改性效果發(fā)現(xiàn),SEBS-MAH效果更好。與PA6/CNTs復(fù)合材料相比,當(dāng)CNTs含量為1.0 phr時,PA6/CNTs/SEBS-MAH復(fù)合材料拉伸強度略有降低,但其斷裂延伸率提高198.4%。當(dāng)CNTs含量為0.3 phr時,斷裂延伸率提高~637.1%。
【關(guān)鍵詞】：聚酰胺6 碳納米管 復(fù)合材料 功能化 彈性體
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ323.6;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 PA6的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用11-12
• 1.3 碳納米管的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用12
• 1.4 碳納米管增強增韌PA6的研究現(xiàn)狀12-19
• 1.4.1 PA6/CNTs復(fù)合材料的制備方法12-14
• 1.4.2 CNTs功能化在PA6中的應(yīng)用14-15
• 1.4.3 CNTs增強PA6的雙刃劍效應(yīng)15-16
• 1.4.4 彈性體在PA6中的應(yīng)用16-19
• 1.5 論文選題的目的、意義及內(nèi)容19-21
• 第二章 工藝參數(shù)對PA6結(jié)晶行為及其力學(xué)性能的影響21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗部分21-24
• 2.2.1 原料及設(shè)備21-22
• 2.2.2 實驗步驟22-23
• 2.2.3 測試儀器及其條件23-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-32
• 2.3.1 冷卻時間PA6拉伸性能的影響24
• 2.3.2 注射成型過程溫度場分析24-28
• 2.3.3 模具預(yù)熱溫度對PA6力學(xué)性能的影響28
• 2.3.4 PA6結(jié)晶行為研究28-32
• 2.4 小結(jié)32-33
• 第三章 PA6/CNTs復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究33-50
• 3.1 引言33
• 3.2 實驗部分33-36
• 3.2.1 原料及設(shè)備33-34
• 3.2.2 實驗步驟34
• 3.2.3 測試儀器及條件34-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-48
• 3.3.1 碳納米管種類對PA6力學(xué)性能的影響36-40
• 3.3.2 碳納米管添加方式對PA6/CNTs復(fù)合材料強度的影響40-41
• 3.3.3 碳納米管添加方式對PA6/CNTs復(fù)合材料塑性的影響41-42
• 3.3.4 CNTs在復(fù)合材料中的分散性42-44
• 3.3.5 PA6/CNTs復(fù)合材料的結(jié)晶行為研究44-48
• 3.4 小結(jié)48-50
• 第四章 PA6/CNTs-NH2復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究50-66
• 4.1 引言50-51
• 4.2 實驗部分51-53
• 4.2.1 原料及設(shè)備51
• 4.2.2 實驗步驟51-52
• 4.2.3 測試儀器及條件52-53
• 4.3 結(jié)果與討論53-64
• 4.3.1 氨基功能化碳納米管的研究53-58
• 4.3.2 PA6/CNTs-NH2復(fù)合材料的力學(xué)性能58-61
• 4.3.3 氨基功能化CNTs對PA6增強及緩解脆化的機理分析61-64
• 4.4 小結(jié)64-66
• 第五章 彈性體增韌PA6/CNTs復(fù)合材料的研究66-77
• 5.1 引言66
• 5.2 實驗部分66-68
• 5.2.1 原料及設(shè)備66-67
• 5.2.2 實驗步驟67
• 5.2.3 測試儀器及條件67-68
• 5.3 結(jié)果與討論68-75
• 5.3.1 常用彈性體增韌PA6力學(xué)性能的比較68-69
• 5.3.2 超細全硫化粉末橡膠增韌PA6力學(xué)性能的比較69-71
• 5.3.3 彈性體增韌PA6/CNTs復(fù)合材料力學(xué)性能的比較71-72
• 5.3.4 彈性體增韌PA6/CNTs復(fù)合材料的晶型分析72-75
• 5.4 小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻78-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文成果及研究清單85-86
• 致謝86

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  本文關(guān)鍵詞：碳納米管增強PA6的正負面效應(yīng)及其對策研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：332024