尼龍11-硅烷化碳化硅復合材料的制備及性能研究.pdf

1、尼龍11(PA11)是一種具有優(yōu)良的物理、化學以及機械性能,以及質量輕、耐腐蝕、吸水性低、尺寸穩(wěn)定性好、耐磨耐油性優(yōu)良等特點的工程塑料,因此,廣泛應用于汽車、航空、電子、軍事工業(yè)等方面。然而,隨著科技的發(fā)展,單純的尼龍11因為其性能短板以及高額的價格的影響,應用受到了限制,所以,制備高性能的尼龍11復合材料十分必要。本課題首先用硅烷偶聯劑(KH550)對碳化硅進行表面改性,用尼龍11粒料和改性后的碳化硅為主要原料,采用熔融共混法制備出了

2、尼龍11/碳化硅復合材料。用掃描電子顯和紅外光譜儀觀察了復合材料的形貌特征和組成,用偏光顯微鏡觀察了其結晶形態(tài),通過差示掃描量熱儀和毛細管流變儀分析了復合材料的結晶性能和流變性能,并對復合材料的力學性能和阻隔性能進行了研究。得出以下結論:
　　1.紅外光譜表征顯示硅烷偶聯劑(KH550)對碳化硅的表面處理是成功的;復合材料的掃描電鏡顯示,碳化硅在尼龍11基體中分散均勻,聚合充分;碳化硅的加入提高了復合材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊

3、強度以及斷裂伸長率;與純尼龍11相比,復合材料的阻隔性能得到了提升。
　　2.通過對尼龍11/碳化硅復合材料的結晶過程及熔融行為的研究發(fā)現:碳化硅在復合材料中起到了異相成核的作用,碳化硅的加入提高了結晶速率;Avrami方程適合處理尼龍11及尼龍11/碳化硅復合材料的等溫結晶動力學過程;用經過Jeziorny修正過的Avrami方程及Mo法能夠較好的處理復合材料的非等溫結晶動力學過程;利用Hoffman-Weeks公式求得了復合材

4、料的平衡熔點,發(fā)現復合材料的平衡熔點均低于純的尼龍11。
　　3.對尼龍11及尼龍11/碳化硅復合材料的流變性能進行研究,發(fā)現它們的非牛頓系數均小于1,說明它們均為假塑性流體;當剪切應力相同,增加碳化硅含量,剪切速率先增大后減;隨著剪切速率的增加,復合材料的表觀黏度逐漸下降,表現出“切力變稀”現象;對比純的尼龍11,尼龍11/碳化硅復合材料的黏流活化能更低,說明加工溫度對復合材料表觀黏度的影響變小,使得復合材料能在較寬的溫度范圍內