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聚酰胺是一种重要的工程塑料,长期以来对于聚酰胺合金化和高性能化的研究一直是一个热点的研究方向。本论文以聚酰胺6(尼龙6)为研究对象,主要研究了其在具有硬核-软壳的核壳粒子增韧的情况下的断裂性能(拉伸和冲击)与相形态之间的关系,同时探索了在空间受限的情况下(接枝共聚物中),两相界面及相邻接枝链段对其结晶行为的影响。结果发现,以低密度聚乙烯(LDPE)为核以官能化顺丁橡胶(PB-g-MAH)为壳的核壳粒子在增韧过程中不仅起到了应力集中点的作用,而且还改变了基体材料的物理性质(如结晶等)。减少了橡胶用量,在橡胶含量仅为1.5%时体系冲击强度可以达到100 KJ/m2以上。然而这种核壳增韧剂却不能保持增韧体系的高模量。其主要原因是由于其中的内核材料LDPE自身模量较低。在以刚性粒子SiO2为核,以聚丙烯酸丁酯(PBA)为壳的核壳粒子增韧的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的体系中,其核壳增韧体系的模量较纯橡胶有较大提高。
在PE-g-PB-g-PA6接枝共聚物中,PA6结晶受到限制,表现为PA6的多重熔融峰在经历多次升降温循环后消失。而从TEM照片中可以看出,接枝共聚物中PA6的相尺寸在70-100 nm之间,其尺寸远大于PA6片晶的厚度,因此空间限制并不应该是造成该结果的主要原因。这主要是由于在尼龙6的结晶过程中,与之相连的处于高弹态的PB链段无法排列到尼龙结晶序列当中,由于尼龙6链段与PB分子链之间有化学键相连,从而导致其在结晶过程中受到PB链段的限制,分子链段不能充分的规则排列。
当与PA6分子相连的链段具有较高的玻璃化转变温度,即当PA6结晶时,与之相连的链段已经处于玻璃态时,PA6的结晶将受到其相邻链段更强烈的影响,正如PA6在PS-g-PA6共聚物中的受限结晶行为。在该接枝共聚物中,PA6在60℃附近出现冷结晶现象,这一冷结晶与均相成核过程在动力学上非常符合。然而这个冷结晶现象所拥有的特性并不遵循常规均相成核规律而且不能用传统的结晶理论加以解释。其原因可以归结于相连的PS链对PA6分子结晶的影响。相连的PS分子链不是促进PA6的结晶,而更多的是限制了PA6链的灵活性,从而影响了晶核的形成。