论文部分内容阅读
尼龙66(PA66)具有软化点高，耐热性，在较高温度下也能保持高强度和高刚度等优异性能，被广泛应用于航空航天、体育用品、汽车、兵器、建筑、日用品等众多工程领域，其产量在工程塑料中一直占首位。但是PA66结构中含有酰胺基团(-NHCO-)，酰胺基团属于极性基团，在高温、潮湿或紫外照射的环境中，极容易发生热降解、水解以及光降解，从而影响尼龙66制品的尺寸稳定性和力学性能，降低了产品的稳定性和使用寿命，这一缺点极大地限制了PA66的应用。为了扩大PA66的应用范围和使用寿命，有必要对PA66进行改性。根据前人的研究可知，填充改性是一种改善PA66稳定性的有效方法。多壁碳纳米管(MWCNTs)以其特有的高比强度，低密度，大长细比等优良性能被作为聚合物复合材料的理想增强剂，可以提高基体的机械强度，硬度和耐磨性等。在PA66中加入MWCNTs制备MWCNTs/PA66复合材料是一种很有效的方法。MWCNTs/PA66复合材料的优异性能已经引起越来越多学者的关注。大多数研究集中在结晶性能，电学性能，静力拉伸强度等方面。然而这些设备或部件在服役过程中常常受到压缩和冲击的作用，但MWCNTs/PA66复合材料在冲击和压缩载荷作用下的性能研究报道却很少。因此，本论文在MWCNTs表面改性的基础上，采用熔融共混法制备了一系列MWCNTs/PA66复合材料，并且探讨了复合材料在准静态压缩和动态压缩条件下的力学响应，通过探讨复合材料的动态和静态力学性能，研究了碳纳米管的添加对复合材料力学性能的影响。具体研究结果如下：(1)添加A-MWCNTs使得MWCNTs/PA66复合材料的压缩弹性模量、压缩屈服强度比PA66明显降低；随着P-MWCNTs和D-MWCNTs的含量的增加，复合材料的弹性模量、屈服强度逐渐增加，但当P-MWCNTs和D-MWCNTs的含量大于2.5%时，弹性模量、屈服强度会逐渐下降，甚至低于PA66。(2)D25和P25的屈服强度比纯PA66分别增加了15.0%和13.2%。当MWCNTs含量超过2.5wt%时，MWCNTs/PA66复合材料的屈服强度会下降。(3)MWCNTs/PA66复合材料与PA66均有明显的应变率效应，都是应变率敏感材料。(4)当应变率相同时，与PA66相比，P25和D25的屈服强度明显提高，屈服强度的最大增量为4%-13%。与PA66相比，随着MWCNTs的wt%增加，复合材料的屈服强度先增加而后降低，临界wt%是2.5wt%。