原位聚合法制备CF_PSF_MC尼龙6复合材料.pdf

第25卷第1期高分子材料科学与工程Vol.25,No.1
2009年1月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJan.2009

原位聚合法制备CF/PSF2MC尼龙6复合材料

徐旭波,黄海,桂斐然,林金清,林志勇
(华侨大学材料科学与工程学院,福建泉州362021)

摘要:制备了表面接枝了聚酰胺链段的炭纤维/PSF2MC尼龙6复合材料,接枝率为1.3%。DSC研究表明,与MC尼龙6
相比,接枝后的炭纤维/PSF2MC尼龙6复合材料中基体尼龙6的起始结晶温度和最大结晶温度均有所提高α,型晶体和
γ型晶体均增多。力学性能测试和扫描电镜观察实验结果都表明在炭纤维表面接枝聚酰胺链段后,炭纤维与基体尼龙6
的界面粘接性和相容性得到提高,力学性能测试表明,聚砜的加入提高了复合材料的弯曲强度。

关键词:MC尼龙6;双酚A聚砜(PSF);炭纤维;接枝改性;原位复合材料;界面粘接性
中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:100027555(2009)0120012204

尼龙6因其用途广泛而成为目前聚酰胺塑料中产蒸馏后备用;己内酰胺(PL):C.P.级,经60℃真空干
量最大的品种,但普通MC尼龙6尚存在弹性模量较燥后备用。
高、低温韧性差、尺寸稳定性不好等缺点,为此对其开1.2CF表面接枝TDI及己内酰胺封端稳定化处理
展了诸如共混、填充增强、嵌段、接枝、共聚增韧以及原在装有搅拌棒、冷凝管、温度计的四口瓶中,加入
[1～4]
位聚合等多方面的改性研究。一定量的经抽提过的炭纤维(CF0)、过量的甲苯(淹没
最近林金清等采用己内酰胺单体开环阴离子聚合炭纤维)、过量的2,42TDI、1～2滴催化剂辛酸亚锡
法制得了表面接枝聚酰胺链段的炭纤维/MC尼龙6(T9),并通干燥氮气保护,冷凝回流反应4h,加入过
[5]
原位复合材料,研究结果表明,炭纤维表面接枝上量的己内酰胺(PL),继续冷凝回流反应4h。反应产
聚酰胺链段后改善了复合材料中基体尼龙6与炭纤维物用甲苯抽提24h后,洗去未反应的有机物,制得表
之间的相容性和界面相互作用[6]。本文利用己内酰
面接枝TDI及己内酰胺稳定化处理的炭纤维(CF1),
胺熔体是聚砜的良溶剂,进一步制备表面接枝聚酰胺
抽提过滤后于110℃真空干燥24h。
链段的炭纤维/PSF2MC尼龙6原位复合材料,即同时
1.3原位聚合法制备CF/PSF2MC尼龙6复合材料
利用共混和增强两种方法对MC尼龙6改性,并研究
在试管(60×200)中加入定量的己内酰胺单体
了复合材料的力学性能和吸湿性以及聚砜、聚砜和炭
(PL),100℃熔融,加入一定量的氢氧化钠,于120℃
纤维共同对基体尼龙6结晶行为和熔融行为的影响。
完全溶解,抽真空。再加入定量干燥过的聚砜(PSF)
1实验部分(PSF/PL=8.0%质量分数),溶解后抽真空,然后再加
1.1材料与试剂入定量的炭纤维(CF/PL=1.0%质量分数),抽真空。
炭纤维:粉末状(200mesh),上海新卡炭素科技有升温至150℃,用注射器加入定量的TDI,反应1h
限公司,使用前用丙酮抽提24h,除去表面胶层,再后,制得CF/PSF2MC尼龙6原位复合材料。用PA6、
100℃真空干燥24h;双酚A聚砜(PSF):大连聚砜塑S0、S1和S2分别表示MC尼龙6、PSF2MC尼龙6原
料有限公司,粉状,比浓黏度为0166,使用前于100℃位复合材料、加CF0和PSF的原位复合材料与加CF1
真空干燥箱中干燥24h;丙酮、氢氧化钠:A.R.级;甲和PSF的原位复合材料。
苯:A.R.级,使用前用金属钠脱水,经常压蒸馏后备1.4测试方法及仪器
用;2,4二甲苯异氰酸酯(2,42TDI):C.P.级,经减压1.4.1红外光谱分析:采用NicoletNEXUSTM型红

收稿日期:2007211229
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50673030);福建省自然科学基金资助项目(E0210022)
通讯联系人:林金清,主要从事聚合物基复合材料研究,E2mial:[e-mail]
第1期徐旭波等:原位聚合法制备CF/PSF2MC尼龙6复合材料13

外光谱仪对CF0和CF1进行红外光谱分析,样品经cm-1和1168cm-1是酰胺Ⅲ带的特征峰,说明CF1含
KBr压片。有酰胺基团。CF1上含有苯环、亚甲基和酰胺基团,表
1.4.2失重测试:采用美国TA2000SDT22960型热明本实验方法成功地对炭纤维表面进行了异氰酸酯化

分析仪对CF0和CF1进行热失重分析(TGA),N2气及其封端化处理。
氛,以10℃/min的加热速率从室温升至700℃,记录
热失重曲线。
1.4.3非等温差示扫描量热分析:采用美国TA520