尼龙66/玻璃纤维复合材料的界面改性与性能研究

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随着汽车工业飞速发展,聚合物基复合材料在“以塑代钢”步伐中的重要地位越发突出。尼龙66/玻璃纤维复合材料以其机械强度高、热稳定性好、抗疲劳强度高等特点成为一种广泛使用的工程材料,然而尼龙66与玻纤间的界面问题使其进一步应用受到了限制。  本文采用“两步法”合成了一系列以不同有机酸封端的酰胺链硅烷界面结合剂,并确定了其反应温度、时间、物料比等最佳合成工艺条件。考察了其添加量对尼龙66/玻璃纤维复合材料力学性能的影响,比较了其与KH550对复合材料的力学性能、动态机械性能、热稳定性等的影响,并对界面结构与形貌进行了表征,探讨了界面层的形成机理。  结果表明:以6-氨基己酸为开环剂,己内酰胺与有机酸摩尔配比为9∶1时,在190℃下反应3.0h,聚酰胺低聚物的产率最大,达到82%。其与γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比1∶1.1时,得到了有效水解硅羟基含量最高的酰胺链硅烷界面结合剂。与KH550相比,酰胺链硅烷界面结合剂添加量为1.5%时使得复合材料中玻纤的数均保留长度提高,复合材料的力学性能最好,热稳定性显著改善,流动性更好;同时,复合材料中玻纤的分散更加均匀,玻纤断裂长度明显减小,两相之间的界面变得模糊,玻纤表面有了明显的包覆层。其中,以对苯二甲酸封端的酰胺链硅烷界面结合剂的改性效果最好。
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