PA66/UHMWPE共混合金制备与性能研究

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本论文以聚酰胺66(PA66)为基材,利用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和高密度聚乙烯(HDPE)的共混物(以下简称PE)对其进行改性,以改善PA66冲击强度低、吸水性较大等不足。测试了PA66/PE共混合金的力学性能、流动性、吸水性、微观结构、结晶性能等。采用熔融法制备了不同接枝率的HDPE-g-GMA,分别研究了单体和引发剂用量、反应温度、反应时间等因素对产物接枝率的影响,优选出较佳的制备工艺。并分别以不同接枝率的HDPE-g-GMA作为相容剂,制备了PA66/PE共混合金,并对其性能进行了测试。结果表明:GMA用量在5~7phr, DCP为0.5phr,反应时间为15~20min,反应温度为180℃时,制备的HDPE-g-GMA对PA66/PE共混合金增容效果较好。采用了不同牌号的HDPE,并研究UHMWPE/HDPE的配比对PA66/PE共混合金性能的影响。结果表明:采用HDPE1#与UHMWPE熔融共混,当配比为70/30时,该PA66/PE共混合金的力学性能较佳。研究了PA66/PE2不同配比对共混合金性能的影响。结果显示:PA66/PE2在80/20到70/30之间时,PA66/PE2共混合金的综合性能较好。同时研究了PA66/PE2结晶性能,结果表明:PA66和PE2熔融行为是相互独立的,PE2的加入限制了PA66分子链的运动,使成核速度变慢,而PE2的成核速率增加。探讨了不同用量HDPE-g-GMA对PA66/PE2共混合金性能的影响。当其用量在12份时,可较好地改善PA66/PE2的相容性,提高了两相间的粘合力,制备出综合性能优良的共混合金。HDPE-g-GMA的加入限制了PA66的结晶性能,随着其用量的增加,PA66的结晶焓逐渐减小。研究不同种类的相容剂对PA66/PE2共混体系性能的影响。使用自制的HDPE-g-GMA相容剂和选用的四种不同的商品化的相容剂,分别与PA66/PE2进行共混,对其性能进行了比较。结果表明:所有相容剂对PA66/PE2都有增容作用,其中,乙烯共聚物接枝马来酸酐的增容效果最好,所得合金的综合性能最佳。通过DSC对其结晶性能进行了研究,结果表明:相容剂的加入提高了体系的粘度,降低了大分子链的活动性,使得其运动并排入晶格困难,从而降低了PA66的结晶度,结晶速率降低,结晶不完善,且结晶温度下降。研究了SiO2对PA66/PE2共混合金性能的影响。结果表明:(1)适量的SiO2对PA66/PE2共混金有增强、增韧的效果;经硅烷偶联剂处理后的SiO2与PA66有较好的粘结性,所得合金性能较好。随着SiO2的含量的增加,该合金的力学性能、耐热性能都有所提高。(2)SiO2的加入使PA66的成核速率增加,结晶度略有增加结晶温度变化不大;Si02的加入提高了PE2的结晶温度,使结晶生长速率增加,提高了结晶的完善程度。
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