一种复合型相容剂的制备及其在聚酰胺6/聚丙烯共混中的应用

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聚合物共混充分发挥了各组分聚合物自身的优点,使其在性能上优势互补,得到性能优良的新型共混材料。但大多数高分子聚合物之间并不相容,使得共混物很难具备期望的优良性能。向共混体系添加相容剂是最常用的提高材料相间结合力的方法,相容剂的合成和制备至关重要。现有的相容剂存在添加量大、适应的聚合物共混物范围窄等缺点,所以设计一种新型复合型且适用范围广的相容剂成为了现今研究的重点。首先己二胺(HDA)和环氧氯丙烷(ECH)反应,得到了极性低聚物聚-2-丙醇-1,3-己二胺(HDE);将HDE与聚丙烯接枝马来酸酐(MAPP)和环氧丙基三甲基氯化铵接枝氧化石墨烯(GO-GTA)纳米片反应,制得复合型相容剂PP-HDE-g-GO。FTIR、XRD和TGA表明,PP-HDE成功接枝到GO,接枝率为52.4%。采用熔融共混的方法,将相容剂PP-HDE-g-GO应用于共混体系中,成功得到了PA6/PP/PP-HDE-g-GO混料。PP-HDE-g-GO加入到PA6/PP共混体系,极大的改善了共混体系的增容效果。调节HDA和ECH的反应摩尔比,考察了不同分子量的HDE对PA6/PP/PP-HDE-g-GO性能的影响。SEM和DMA结果显示,复合材料的增容效果明显增加。TGA、XRD和力学性能测试结果表明,复合材料的热稳定性、力学强度也有所改善且极性部分分子量的改变影响PA6中γ晶型的大小。当极性部分HDE的分子量为563时,复合材料的综合性能最佳。改变相容剂PP-HDE-g-GO中GO的含量,考察了GO含量对PA6/PP/PP-HDE-g-GO性能的影响。SEM、TGA和力学性能测试结果可知,材料中两相的相容能力、热稳定性和韧性均有所改善;XRD表征可得,GO含量的改变,影响PA6中α1晶型的强度。当PP-HDE:GO=1:0.5时,复合材料的综合性能较优。改变PP-HDE-g-GO在PA6/PP中的含量,考察了不同含量的相容剂对共混材料PA6/PP/PP-HDE-g-GO各种性能的影响。XRD、TGA、DSC和力学性能测试结果表明,相容剂的含量影响了PP中β晶型的强度;材料的热稳定性和熔融温度均提高;材料的韧性和刚性也得到一定程度的增加。当PP-HDE-g-GO的添加量为0.2wt%时,材料的综合性能最优。综上,当相容剂PP-HDE-g-GO中极性部分的M?=563、PP-HDE:GO=1:0.5和加入量为0.2 wt%时,材料热稳定性和相容性能较佳,此时材料的拉伸、压缩和缺口冲击强度分别为75.6 MPa、121.4 MPa和8.4 KJ/m2,较PA6/PP/MAPP分别提高了26.4%、42.2%和58.5%。
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