尼龙6/聚乙二醇/二氧化钛纳米复合材料的制备与性能
2020-06-07张少杰尹翠玉
刘 娜,余 超,张少杰,尹翠玉
(天津工业大学 天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津 300387)
PA6是一种应用广泛的高分子材料,具有优良的综合性能[1]。但是,PA6存在耐热性能不佳、抗冲击强度差、尺寸稳定性差等缺陷[2-4],大大限制了PA6的应用范围。纳米TiO2是一种典型的无机填料,其化学稳定性良好,同时具有安全无毒、价格低廉的优势,是PA6改性常用的无机填料之一。聚乙二醇(PEG)作为一种柔性聚合物,通常被用于增强、增韧改性共混材料。
本研究以PEG1000作为软段、纳米TiO2为无机填料制备了PA6/PEG/TiO2纳米复合材料。一方面,PEG1000的引入使体系形成了“PA6-PEG-PA6-PEG”型嵌段结构[5-6],增强了复合材料的韧性,表现为断裂伸长率和冲击强度的提升,其反应式如图1所示;另一方面,纳米TiO2的引入可以在体系受到外力冲击时产生应力集中效应,激发周围树脂基体产生微裂纹[7],引发基体产生应力屈服,消耗大量冲击能量。本研究获得了增强、增韧的PA6纳米复合材料,并对其结构和性能进行了探究。

图1 PA6与PEG的化学反应式Fig.1 Chemical reaction formula of PA6 and PEG
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
己内酰胺(CPL):分析纯,天津市光复精细化工研究所;氨基己酸:分析纯,开环剂,上海晶纯实业有限公司;PEG1000:分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;钛酸四丁酯:分析纯,聚酯化反应的催化剂,天津市光复精细化工研究所;二氧化钛(TiO2):分析纯,天津市风船化学试剂科技有限公司。
1.2 PA6/PEG/TiO2复合材料的制备
采用两步熔融法制备PA6/PEG/TiO2纳米复合材料。实验步骤如下:将己内酰胺CPL、6-氨基己酸和纳米TiO2(质量分数……
