【摘 要】
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本文采用MuCell(?)超临界N2辅助微孔注塑发泡工艺,在线型聚己内酰胺(L-PA6)进行长链支化改性的过程中加入几种不同的成核剂,制备出泡孔密度高、泡孔平均直径小、泡孔孔径分布
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本文采用MuCell(?)超临界N2辅助微孔注塑发泡工艺,在线型聚己内酰胺(L-PA6)进行长链支化改性的过程中加入几种不同的成核剂,制备出泡孔密度高、泡孔平均直径小、泡孔孔径分布均匀的L-PA6与长链支化(LCB-)PA6注塑发泡制品,并分析泡孔形貌与成核剂对PA6力学性能的影响。研究表明,LCB-PA6相比于L-PA6具有更高的复数粘度与更明显的剪切变稀现象,同时还具有更低的结晶温度,且长链支化分子结构在高降温速率下可以在提高结晶速率和结晶度的同时细化晶粒。随着注塑温度的升高,PA6发泡样条的泡孔密度下降,泡孔平均直径增大,LCB-PA6在各工艺条件下的泡孔密度都比L-PA6高,但在260℃时LCB-PA6由于均相体系内scN2的溶解量过低而无法发泡。此外,高scN2含量体系在低温区时有利于形成更致密的泡孔形貌,而在高温区则倾向于形成更大的泡孔尺寸。同时研究还表明,成核剂在聚合物基体中可以提高聚合物的熔体强度并提供大量的成核位点,在发泡过程中促进异相成核,加快成核速率,同时在结晶过程中可诱导和加快晶核的形成,使结晶温度升高,从而使得泡孔密度升高、泡孔尺寸减小和泡孔孔径分布变窄。其中纳米石墨(Nanographite)对L-PA6的发泡性能提升最大,250℃下泡孔密度为1.66×107个/cm3,泡孔平均直径为35μm;碳纳米管(MWCNTs)与表面羟基化碳纳米管(MWCNTs-OH)对LCB-PA6的泡孔形貌改善效果最明显,泡孔密度分别可达到1.84×108个/cm3和1.51×108个/cm3,泡孔平均直径由95μm降至22μm左右。此外,添加不同的成核剂可使PA6表现出不同的力学性能。MWCNTs可显著提升LCB-PA6的拉伸断裂伸长率,MWCNTs-OH则提高LCB-PA6的拉伸模量与弯曲模量,添加Nanographite后L-PA6的弯曲模量与弯曲强度甚至超过了未发泡的L-PA6。
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