PPS/PA66/HNTs和PPS/PA6/HNTs复合材料的制备与性能研究

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聚苯硫醚(PPS)、尼龙6(PA6)和尼龙66(PA66)都是性能比较优良的工程塑料,但PPS的脆性和PA的低刚性、低耐热限制了两者的应用领域。用PA66或PA6等结晶聚合物增韧可以在提高聚苯硫醚(PPS)冲击性能的同时保持其刚性和强度。将具有天然纳米管结构的埃洛石纳米管(HNTs)应用于PPS/PA66及PPS/PA6共混物的改性,制备了高性能纳米复合材料PPS/PA66/HNTs及PPS/PA6/HNTs,并深入研究了纳米复合材料的结构与性能。(1)通过熔融共混制备出了具有优良力学性能和耐热性能的PPS/PA66/HNTs复合材料。结果表明:当PPS/PA66的质量分数比为60/40、HNTs的含量为30wt%时,复合材料仍然具有较好的性能。拉伸强度、弯曲模量及缺口抗冲击强度相对纯PPS分别提高了36.6%、163.5%、14.7%。示差扫描量热仪(DSC)测试证明加入PA66后,PPS的熔点(Tm)只是略有升高,而结晶温度(T_c)却有显著变化,当PA66含量为50wt%时,PPS的结晶温度(T_c)比纯PPS提高了约10℃;而PA66的结晶温度也增加约25℃,说明PPS与PA66两组分在熔体中有一定的相容性及相互作用。扫描电镜(SEM)分析表明,PA66以链珠状分散于PPS基体中;HNTs以纳米级管状分散,与PPS/PA66有较好的界面结合。极限氧指数测试表明,当加入10wt%HNTs时,PPS/PA66/HNTs的极限氧指数为32.6%,属于难燃,能够满足作为阻燃材料的要求。HNTs的加入能够改善复合材料的燃烧性能。(2) PPS/PA6/HNTs复合材料的性能表明,当PPS/PA6/HNTs的质量分数比为45/45/10时,复合材料的拉伸强度、弯曲模量及缺口抗冲击强度相对纯PPS分别提高了48.5%、38.5%、43.3%且复合材料摩擦性能也有所改善。硅烷偶联剂的使用能促进HNTs与聚合物基体之间的相界面结合,从而改善复合材料的综合性能,而有机相容剂的使用对复合材料的冲击性能的改善效果比较明显。
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