络合改性尼龙1010结构与性能的研究

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本论文针对之前课题组对于络合改性尼龙理论研究不够深入的问题,使用三种路易斯酸作为络合剂,制备了络合改性尼龙1010,得到了无定型的改性材料,并研究了络合改性尼龙1010的熔融结晶行为和化学结构,以期能找到路易斯酸在尼龙中的作用规律。首先通过熔融挤出的方法,分别采用三种路易斯酸:氯化钙、氯化锂、氯化锌作为络合剂制备出了络合改性尼龙1010。采用DSC,XRD,FTIR检测了络合剂的作用效果。结果表明:三种络合剂均有一定的络合效果,当氯化钙和氯化锂含量大于6%以后,尼龙1010已经不再结晶,而氯化锌的络合效果相对较差,不能使材料达到无定型。力学性能和透明性的测试表明络合剂的添加可以提高材料的透明性和力学性能。其中添加氯化钙的复合材料综合性能最为优良,添加8%氯化钙的复合材料透光率可达82.38%。选取氯化钙/尼龙1010复合材料,通过DSC和XRD研究了复合材料的熔融结晶行为和晶体结构,结果表明:尼龙1010存在双重熔融峰,其中高温峰代表较完善的晶体,而低温峰则代表不完善的晶体,不完善的晶体在较低的结晶温度下生成,熔融后可以重组为较完善的晶体。而氯化钙的加入可以促使尼龙1010生成不完善的晶体。尼龙1010注塑样条表面为δ’晶型,经热处理后转变为α晶型。对氯化钙/尼龙1010复合材料进行等温和非等温结晶动力学的测试表明,氯化钙的加入使得尼龙1010的结晶速度变慢,但晶体生长方式没有变化。对氯化钙/尼龙1010复合材料进行升温红外和X射线光电子能谱的测试,结果表明:尼龙1010在690cm-1,940cm-1,1190cm-1,1240cm-1等处的吸收峰与材料的结晶相关,加入氯化钙后这些吸收峰趋于消失。氯化钙与尼龙酰胺基团中的氧原子发生了络合作用,破坏了尼龙1010分子中原有的氢键结构,使得尼龙1010分子链不能规整地排入晶格,破坏了尼龙1010的结晶能力,最终使材料变为无定形状态。
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