共混方式对尼龙6/EVA/有机化蒙脱土复合材料性能影响的研究

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本研究通过反应挤出的方式制备了乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MA),并将其作为增容剂与尼龙6(Nylon6)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)通过双螺杆挤出机共混挤出,考察了EVA对尼龙6增韧的效果。通过尼龙6、EVA与不同极性的有机化蒙脱土(OMMT)共混挤出的方式制备了尼龙6/OMMT和EVA/OMMT复合材料。最终以EVA和不同极性有机化蒙脱土(OMMT)作为尼龙6的增韧改性剂,以EVA-g-MA作为增容剂,采用熔融共混法,制备了尼龙6/EVA/OMMT复合材料。同时首次尝试采用母料二次共混法制备了尼龙6/EVA/OMMT复合材料。考察了聚合物插层和剥离OMMT的影响因素。研究发现,采用一次熔融共混法增韧改性的尼龙6在基本保持其它力学性能的情况下,冲击韧性得到明显提高,与纯尼龙6相比,冲击强度提高了262.80%,断裂伸长率提高了43.9%,热变形温度比尼龙6/EVA合金提高了22.8℃。采用母料二次共混法制备的尼龙6/EVA/OMMT复合材料的冲击韧性、拉伸强度和热变形温度等均比一次共混法制备的复合材料的更好。EVA的加入和母料二次共混法均可增加尼龙6与OMMT的相容性,从而有效降低尼龙6的结晶度,由此有效提高了尼龙6的冲击韧性。另一方面,在注塑成型中由于OMMT对尼龙相产生高应力作用,使体系中的EVA和OMMT阻碍了尼龙6分子的链运动,导致尼龙6主要形成γ-晶。而尼龙6的γ-晶比例越高,a-晶比例越低,韧性越好。研究还发现蒙脱土被插层和剥离的程度正比于应力,适当的挤出温度和加入与聚合物相容性好的OMMT,可使OMMT获得高的熔融共混应力。研究结果还证实,OMMT的插层和剥离是一个逐层由外到内的过程,OMMT在挤出共混中被尼龙6基体的反向拉伸应力逐一增大片层间距,又被进入片层的尼龙6基体由内产生推力,使OMMT最终被插层为胀大的结构或被剥离。
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