PA6／α-ZrP納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究

尼龍6(PA6)是一種應(yīng)用廣泛的工程塑料，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能。但是，由于酰胺極性基團(tuán)的作用，尼龍6的吸水率高，熱變形溫度低，限制了其應(yīng)用。為了提高尼龍的性能以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需要，常采用嵌段、接枝共混、填充等方法對(duì)其改性。近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的不斷深入和發(fā)展，聚合物無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料成為研究的熱點(diǎn)。尼龍6／無(wú)機(jī)層狀納米復(fù)合材料，因其相較于純聚合物或傳統(tǒng)的復(fù)合材料在熱性能、光學(xué)性能和其它物理化學(xué)性能等方面都有顯著的提高而受到工業(yè)界和科學(xué)界的廣泛關(guān)注。目前，對(duì)蒙脫土、二氧化硅等

無(wú)機(jī)物與尼龍6的納米復(fù)合材料的研究報(bào)道較多，而對(duì)尼龍6／磷酸鋯納米復(fù)合材料的研究相對(duì)較少。磷酸鋯是一種合成，結(jié)構(gòu)規(guī)整的層狀無(wú)機(jī)物，其離子交換容量大，并具有長(zhǎng)徑比可控和粒子尺寸分布較窄等特點(diǎn)，可應(yīng)用于制備聚合物／層狀無(wú)機(jī)物納米復(fù)合材料。a．ZrP結(jié)構(gòu)中伸向?qū)娱g的一OH基團(tuán)中質(zhì)子具有酸性，它是一種固體酸；而尼龍6是己內(nèi)酰胺聚合后的產(chǎn)物，分子中含有大量

的堿性基團(tuán)酰胺基，兩者具有較強(qiáng)的酸堿相互作用，伐．ZrP與PA6會(huì)具有較好的相容性。因此，本文選用α-ZrP與尼龍6直接熔融共混，得到不同含量磷酸鋯的尼龍6納米復(fù)合材料，對(duì)其結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。

利用α-ZrP與PA6本身結(jié)構(gòu)的特性，選用a．ZrP與尼龍6直接共混，熔融擠出，得到不同含量磷酸鋯的尼龍6納米復(fù)合材料，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)其熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。XRD分析表明PA6／ZrP復(fù)合材料中磷酸鋯的引入起到了異相成核的作用，增加了PA6中的丫晶型。但是，當(dāng)隨著磷酸鋯含量的增大，PA6／ZrP復(fù)合材料的結(jié)晶程度增加不大。TGA分析表明磷酸鋯的含量為l％、2％時(shí)，PA6／ZrP復(fù)合材料熱穩(wěn)定性提高，其中磷酸鋯含量為l％的復(fù)合材料提高較多，磷酸鋯含量為4％時(shí)，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性比純PA6的熱穩(wěn)定性低。熱變形溫度分析表明，相較純PA6，磷酸鋯含量為l％時(shí)提高了125％；磷酸鋯含量為2％時(shí)提高了130％；磷酸鋯含量為4％時(shí)提高了1 33％，復(fù)合材料熱變形溫度提高顯著。力學(xué)分析表明復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度及拉伸模量都得到了提高，相較純PA6，復(fù)合材料中ZrP—1％、ZrP．2％、ZrP-4％的拉伸強(qiáng)度分別提高了17％、18％、23％，拉伸模量提高了94％、106％、1 1 l％，其中磷酸鋯含量為4％時(shí)，提高最為顯著。但斷裂伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度隨著磷酸鋯含量的增加呈下降的趨勢(shì)。