尼龙1212/功能化弹性体/碳系填料三元复合材料的制备及性能研究

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尼龙作为通用热塑性工程塑料,因其优良的电绝缘性、力学性能、耐溶剂性和良好的加工特性,在很多领域得到广泛的应用。然而,尼龙在低温下韧性低和抗静电性差,需要添加弹性体进行增韧改性,添加导电填料提高其抗静电能力。高分子复合材料的最佳配方常通过正交设计的实验方法获得。然而,正交实验存在周期长,工作量大、耗费实验材料较多等缺点,如何通过一种快速简单的试验方法来确定高分子复合材料的较优配方是值得关注的重要问题。针对上述问题,本课题采用熔融共混法制备了尼龙1212/功能化弹性体/碳系填料三元复合材料,考察了功能化弹性体的种类、含量及碳系填料的种类、含量对复合材料流变行为、导电性能和力学性能的影响。主要研究成果如下:  (1)考察了mSEBS和CB含量对尼龙1212/mSEBS/CB三元复合材料流变行为和力学性能的影响。随mSEBS含量的增大,尼龙1212/mSEBS/CB三元复合材料的G曲线均在低频区出现“第二平台”,表现出明显的凝胶化现象。CB含量分别为0 wt%、5 wt%和10 wt%的复合材料分别在mSEBS含量13.09 wt%、12.67 wt%和9.58 wt%出现凝胶点。mSEBS的加入显著提高了尼龙1212的冲击韧性,CB的加入增大了尼龙1212基体的刚性保留率。凝胶点对应复合材料的缺口冲击强度约为纯尼龙1212的7.7倍,表明尼龙1212/mSEBS/CB三元复合材料的力学性能和流变特性具有一定的相关性。  (2)考察了mPOE和MWCNTs含量对尼龙1212/mPOE/MWCNTs复合材料流变行为、导电性能和力学性能的影响。随MWCNTs含量的增大,尼龙1212/mPOE/MWCNTs三元复合材料的G曲线均在低频区出现“第二平台”,表现出明显的凝胶化现象。mPOE含量分别为0 wt%、3 wt%和6 wt%时的复合材料分别在MWCNTs含量1.74 wt%、1.82 wt%和1.74 wt%出现凝胶点。mPOE和MWCNTs的加入可显著提高尼龙1212的冲击韧性,凝胶点对应复合材料的缺口冲击强度呈最大值,且位于导电逾渗区内,表明尼龙1212/mPOE/MWCNTs三元复合材料的力学性能和流变特性具有一定的相关性。  (3)考察了mSEBS和MWCNTs含量对尼龙1212/mSEBS/MWCNTs复合材料流变行为、导电性能和力学性能的影响。当MWCNTs的含量大于2 wt%时,含有5 wt%mSEBS三元复合材料的G曲线在低频区出现了“第二平台”,表现出明显的凝胶化现象。含有13.09 wt%mSEBS三元复合材料的G曲线均在低频区出现“第二平台”,MWCNTs含量的变化对复合材料G的影响并不明显。含有5 wt%mSEBS三元复合材料在MWCNTs含量为1.81 wt%出现凝胶点,含有13.09 wt%mSEBS三元复合材料并未出现凝胶点。mSEBS和MWCNTs的加入可显著提高尼龙1212的冲击韧性,凝胶点对应复合材料的缺口冲击强度呈最大值,且位于导电逾渗区内,表明尼龙1212/mSEBS/MWCNTs三元复合材料的力学性能和流变特性具有一定的相关性。
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