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本文主要研究了尼龙6(PA6)/三嵌段氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)共混体系在反应共混及注塑成型过程中的形态演变、结晶取向和力学行为,为深入阐明多尺度取向结构与热膨胀系数的关系,揭示橡胶增韧尼龙的低膨胀化机理提供理论依据。
研究发现,高粘度PA6和具有反应性的马来酸酐接枝的SEBS的共混体系有可能形成厚约20nm的纳米层状共连续结构。在同一配比下(PA6/m-SEBS=60/40),共混物经历了从无规共连续(3-3型)结构到海岛(0-3型)结构,再到层状共连续(2-3型)结构的一系列形态演变。与纯PA6相比,具有3-3和0-3型微结构的线膨胀系数较高,但是2-3型结构的线膨胀系数和成型收缩率却出现了大幅度下降的现象。在0-3型结构中,PA6出现了严重的受限结晶行为,但是转变为2-3型结构后,这种受限得到了缓解,双折射效应、偏光红外光谱、TEM及2-D XRD分析表明,伴随着SEBS相的纳米层化,PA6出现了分子链、晶轴、片晶和微晶的多尺度取向结构。
力学行为研究表明,在PA6中加入SEBS后,尽管冲击韧性和热膨胀系数双双得到明显改善,但是拉伸强度却大幅度下降。为了进一步降低2-3结构中SEBS的临界体积分数,本文进一步探索了第三组份聚苯醚(PPO)的协同效应,试图让SEBS定向分布在PA6和PPO相的界面上,研究表明,添加PPO可以有效提高共混物的力学强度,同时进一步降低线膨胀系数。