尼龙1212/功能化弹性体反应性共混材料流变特性与力学性能相关性研究

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尼龙,是目前国内外应用最广泛的一种热塑性工程塑料。它具有耐磨、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性,但冲击强度较低,在很多领域应用需要对其增韧。尼龙与功能化弹性体(常用马来酸酐功能化弹性体)反应性共混可制备超韧材料。但是超韧尼龙的较优配方往往采用正交设计的方法,综合考虑各种因素对共混材料性能的影响,通过大量的正交实验确定。如何通过一种简单的实验手段,快速确定超韧尼龙的配方是值得关注的重要问题。针对上述问题,本课题通过熔融接枝的方法制备了不同接枝率的马来酸酐接枝乙烯。辛烯共聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)和马来酸酐接枝(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)三种功能化弹性体,然后通过熔融共混的方法制备了尼龙1212/POE-g-MAH、尼龙1212/EPDM-g-MAH和尼龙1212/SEBS-g-MAH三类反应性共混材料,考察了弹性体的种类、含量、功能化单体的接枝率对尼龙1212/功能化弹性体反应性共混材料动态流变行为和力学性能的影响。以尼龙1212/POE-g-MAH共混材料为主要研究对象,对它们的热行为、流变行为以及微观性能进行了表征与分析,主要研究结果如下:(1)力学性能测试表明三种功能化弹性体的加入可有效提高尼龙1212的韧性,共混材料的悬臂梁缺口冲击强度最高可达到90kJ/m2。(2)流变行为研究发现三类共混材料随着功能化弹性体含量的增大均出现了液固转变现象。当功能化弹性体的含量达到一定值后,共混材料的储能模量在低频区出现“第二平台”。(3)尼龙1212/POE-g-MAH和尼龙1212/EPDM-g-MAH共混材料均在所研究的浓度范围内出现一个凝胶点,相应组成的共混材料呈现最高的缺口冲击强度,两类共混材料的流变特性和力学性能具有一定的相关性。凝胶点对应的共混材料均呈现出“网络状”的微观形貌;(4)尼龙1212/SEBS-g-MAH共混材料在所研究的浓度范围内出现两个凝胶点,根据较小凝胶点制备的共混材料未呈现较大的缺口冲击强度,但仍呈现出“网络状”的微观形貌。
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