论文部分内容阅读
纳米粒子的颗粒尺寸很小,常引起量子尺寸效应、表面效应和宏观量子效应等效应,可广泛应用于电子、化工、轻工、纺织、军事和医学等领域,已成为各国研究的重点。在纳米复合材料中最先取得实用价值的是尼龙6/纳米复合材料,国内外有多家高校和科研机构对这项技术进行了研究,已形成了新的技术研究热点。尼龙6/纳米复合材料与尼龙6对比,在力学性能方面具有较大的提高,已经成功地在汽车配件、薄膜包装材料及纺丝等领域得到应用。本文利用反应挤出工艺进行了尼龙6的聚合,并在此基础上探索了反应挤出尼龙6/纳米复合材料的工艺条件,最后完成了尼龙6/纳米复合材料中试,对纳米复合材料进行了性能测试。本文首先进行了反应挤出尼龙6的研究,搭建了实验流程,建立了分析测试方法,重点考察了己内酰胺脱水工艺条件、催化剂及双螺杆挤出工艺条件对尼龙6性能的影响,确定了工艺方法与条件。结果显示,随着脱水时间和脱水温度的提高,聚合物的相对分子质量明显提高,物理机械力学性能也相应提高。在反应挤出尼龙6的基础上对PA6/蒙脱石复合材料进行了探索,本文首先选用浙江丰虹蒙脱石(DK-1)作为纳米材料,并采用配制己内酰胺-蒙脱石母液的方法较好地解决了物料堵塞管道的问题,研究了挤出工艺条件对复合材料性能的影响。结果表明,随着蒙脱石含量的增加,材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量明显提高,断裂伸长率和冲击强度下降。蒙脱石含量在4%较合适,当蒙脱石含量大于5%时,聚合反应比较难以进行,当蒙脱石含量大于10%时,就无法进行聚合了。在小试研究的基础上,本文利用现有的生产装置进行了中试研究,重点考察了脱水工艺条件对聚合的影响,螺杆转速对复合材料力学性能的影响,蒙脱石含量对复合材料力学性能的影响,并对尼龙6/纳米复合材料的形貌与成份分析。结果显示,小试与中试的脱水工艺条件基本相当,中试产品的性能总体优于小试产品,中试产品颜色和力学性能好于小试产品。从电镜分析结果可以看出,蒙脱石原土呈片状分布,大小不太均匀;在纳米复合材料,蒙脱石的分散比较均匀,样品的力学性能稳定,达到了预期的效果。