PA66_TLCP_埃洛石纳米管三元复合材料的结构与性能.pdf

10工程塑料应用2009年,第37卷,第4期

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PA66/TLCP/埃洛石纳米管三元复合材料的结构与性能

肖波1刘述梅1陈俊1殷陶1傅轶1,2赵建青1
(1.华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640;2.广东银禧科技股份有限公司,东莞523187)

摘要采用熔融共混方法制备了尼龙66(PA66)/热致液晶聚合物(TLCP)/埃洛石纳米管(HNTs)三元复合材
料。结果表明,TLCP对PA66起到一定的增强增韧作用,加入HNTs后,PA66/TLCP/HNTs三元复合材料的弯曲性
能明显提高,含有质量分数10%TLCP和5%HNTs的三元复合材料相比纯PA66,在冲击强度提高32.6%的同时,拉
伸强度、弯曲强度、热变形温度分别提高了约16.3%、103%、22。采用差示扫描量热分析研究了复合材料中TLCP
和HNTs对PA66结晶和熔融性能的影响,扫描电子显微镜照片和动态热机械分析表明,HNTs的加入改善了PA66
与TLCP的相容性,TLCP在HNTs的作用下能够较好地原位成纤。
关键词尼龙66热致液晶聚合物埃洛石纳米管三元复合材料原位成纤

尼龙66(PA66)具有高强、耐磨、自润滑等优良12h,美国Dupont公司;
性能,广泛应用在汽车、电子电器、石油化工等行业。TLCP:VectraA950(聚酯型液晶),共混前于
但其存在冲击强度低、吸水率大、热变形温度低等缺105下热风干燥8h,美国Celanese公司。
陷,通过共混和无机填充的方式可使其性能得到一1.2主要设备、仪器
定的改善。热致液晶聚合物(TLCP)是一种具有高双螺杆挤出机:PolyLabOSRheoDrive7型,德
模量、高强度、耐高温、在液晶态下呈现特有的流动国赛默飞世尔公司;
性和稳定性等优良性能的新型高分子材料[1],目前注塑机:JPH50型,广东泓利机器有限公司;
主要应用于电子电器行业中接插件、开关、继电器、万能拉力机:RoellZ010型,德国Zwick公司;
模塑印刷电路板、光缆结构件等部件。与其它聚合冲击测试仪:Zwick!型,德国Zwick公司;
物共混制备合金时,当TLCP质量分数大于20%时,热变形温度(HDT)测试仪:HDT3Vicat型,意
能较好地原位成纤,显著降低共混体系粘度,大幅提大利Ceast公司;
高复合材料的力学性能[2-4]。由于TLCP价格高动态热机械(DMA)仪:DMA242C型,德国
昂,致使所制得的复合材料成本居高不下,如何在较Netzsch公司;
少TLCP添加量下获得较高性能的复合材料成为近差示扫描量热(DSC)仪:DSC204F1型,德国
年来的研究重点。埃洛石纳米管(HNTs)是一种天Netzsch公司;
扫描电子显微镜(SEM):JSM-6380LA型,日
然的沉积铝硅酸盐[Al2Si2O5(OH)4nH2O],由高
岭石的片层在天然条件下卷曲而成的多壁纳米管状本Jeol公司。
试样制备
材料。HNTs具有易于分散的性质,加之其储量丰1.3
将PA66与HNTs、TLCP按配方混合均匀,用双
富,将其作为一种新型的聚合物增强材料在聚丙烯
螺杆挤出机熔融挤出造粒所得粒料于下热风
(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等体系中的应用,95
[5-7]干燥后用注塑机注塑成标准试样。其中挤出
已得到了初步的研究,增强效果明显。笔者将8h,
工艺条件为:10段挤出温度依次设定为230、280、
HNTs引入PA66/TLCP体系,期望通过HNTs较大
300、300、290、280、280、280、280、275,螺杆转速
的长径比来辅助提高TLCP的原位成纤能力,实现
200r/min。注射工艺条件为:注射温度每段依次设
较少的TLCP添加量能较大幅度地提高复合材料综
定为230、265、270、300。
合性能的目的,以拓宽TLCP的应用领域。
1.4性能测试
1实验部分
拉伸性能按GB/T1040-1992测试;
1.1主要原料
HNTs:使用前过50m筛,于80下真空干燥
*粤港招标资助项目(2006168302)、广东省产学研资助项目
12h,自制;(2006D90404016)
PA66:Zytel101L,共混前于95下热风干燥收稿日期:20090112
肖波,等:PA66/TLCP/埃洛石纳米管三元复合材料的结构与性能11

弯曲性能按GB/T9341-2000测试;拉伸强度更进一步提高,其它性能则开始下降。由
缺口冲击强度按GB/T1843-1996测试;此可见,HNTs在提高各项力学性能的同时,对复合
HDT按GB/T1634.1-2004测试;材料的弯曲性能改善尤为显著。这是因为H