尼龙6基聚合物共混物拉伸行为和相容性研究

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聚合物的相容性是决定共混材料相界面结构、形态、性质以及相关力学性能的关键因素。同理,聚合物共混物的某些力学行为,在一定程度上也反映了共混组分间的相容性。由于聚合物的拉伸性能测试是表征其力学性能最简单的方法。因此,利用聚合物共混物拉伸应力-应变曲线,探寻其行为与共混物相容性的关联关系,具有一定的理论与实际意义。本文利用反应型增容剂PP-g-MAH、EPDM-g-MAH、SMA、SAN-g-MAH,通过熔融共混的方法制备了一系列PA6基共混物。研究了共混物在不同温度下的拉伸应力-应变行为,发现共混物的拉伸行为与体系相容性存在一定的关联,并通过扫描电子显微镜(SEM)、转动态热分析仪(DMA)、转矩流变仪和Molau实验对共混物的相容性情况进行验证。首先研究了不同共混组成的PA6/PP共混物的拉伸应力-应变行为,发现随着分散相PP含量的增加,共混物的拉伸强度和断裂伸长率呈现规律性递减。通过DMA、SEM测试表明,PA6/PP共混物体系随着分散相PP含量的增加相容性逐渐变差。进一步对PA6/PP共混物拉伸过程中的成颈变形能量(Qd)进行定义、计算,发现对不同组成的PA6/PP共混物而言,其Qd值越大,共混物相容性越好。其次制备了PP-g-MAH、EPDM-g-MAH增容的PA6/PP(半晶性/结晶性)共混物,研究了共混体系在不同拉伸温度下的拉伸应力-应变行为,结果表明,添加了增容剂的共混物的拉伸强度和断裂伸长率显著升高,且用PP-g-MAH增容的共混物体系具有最大的拉伸强度和断裂伸长率。SEM、转矩流变仪、Molau实验也验证了反应性增容剂的添加有效地改善了PA6/PP共混物体系的相容性,增容剂PP-g-MAH相较于EPDM-g-MAH对体系的增容效果更好。通过成颈变形能计算表明在增容PA6/PP共混物体系中,Qd越大,其共混物的相容性越好。最后制备了SMA、SAN-g-MAH增容的PA6/ABS(半晶性/非晶性)共混物,通过控制拉伸测试温度研究了共混物体系的拉伸应力-应变行为,并讨论了不同增容剂对共混体系相容性的改善情况。不同温度下的共混物的拉伸行为表明,添加了增容剂共混物的拉伸强度和断裂伸长率显著升高,且用SMA增容的共混物体系具有最大的拉伸强度和断裂伸长率。SEM、转矩流变仪、Molau实验表明反应性增容剂的添加有效的改善了PA6/ABS共混物体系的相容性,增容剂SMA相较于SAN-g-MAH对体系的增容效果更好。通过成颈变形能计算表明在增容PA6/ABS共混物体系中,Qd越大,其共混物的相容性越好。
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