1、MCPA6复合材料制备及性能分析 【摘要】 MCPA6 反应时间短，聚合物粘度高，综合性能优异，在纺织、石化、机械等领域中广泛应用。但是纯 MCPA6存在较高的干摩擦系数，容易出现较大体积磨损。在 MCPA6 材料中添加气相 SiO2 制备成 MCPA6/气相 SiO2复合材料，材料性能得到了显著提高。 下载 【关键词】 MCPA6；气相 SiO2；材料制备；材料性能 一、实验设计 （一）主要原料及设备仪器 己内酰胺（济南国丞化工有限公司）；氢氧化钠（汇虹试剂厂）； N-乙酰己内酰胺（南京铭榷化工科技有限公司）； 3-氨丙基三乙氧基硅烷（曲阜易顺化工有限公司）；疏水性气相 SiO2（上海凯茵化
2、工有限公司）。 DF-101S型集热式搅拌器（上海皖宁精密科学仪器有限公司） DZF-6050 型真空干燥箱（上海皖宁精密科学仪器有限公司）； SEM 扫描电镜分析仪（上海微谱化工有限公司） WDW2 型差示扫描量热仪（上海盈诺精密仪器有限公司）； TG029F1型热重分析仪（上 海盈诺精密仪器有限公司）。 （二）试样制备 将一定量己内酰胺称取好，放置到三口烧瓶，氮气保护下施行加热搅拌直至熔融，在 140 下经过 30min 抽真空将体系内杂质及微量水去除；之后加入 0.6%氢氧化钠（催化剂），添加后搅拌溶解；再分别添加 0%、 0.5%、1%、 1.5%、 2%及 2.5%的疏水性气相 Si
3、O2 及 KH550，材料充分搅拌后真空去杂；随后添加 0.3%N-乙酰己内酰胺，混合均匀后注入到预热好的模具内，同时在烘箱进行 0.5h 保温，室温冷却后得到相应标准试样。 （三）测试 对 MCPA6/气相 SiO2 复合材料微观形貌、结晶度、热稳定性能等进行测试，其中结晶度需按照如下公式进行测试： Xc =（ Hm /Hm* ） 100% （ 1-1） 其中， Hm 表示的是样品熔融焓； Hm* 表示的是样品在完全结晶状态下的熔融焓，对于 PA6来说多为190J/g。 二、 MCPA6 复合材料性能分析 （一）微观形貌 对不用用量 MCPA6/气相 SiO2复合材料微观形貌进行分析，当用量
4、为 0.5%时，疏水性气相 SiO2在 MCPA6内 自中心向四周均匀扩散，而当用量达到 2.5%时，疏水性气相 SiO2 在 MCPA6 内呈密集性分布，断面粗糙，局部会有团聚现象存在，证明疏水性气相 SiO2 如果用量过大的话， MCPA6 材料会出现脆性断裂。 （二）结晶度 当温度为 175.3 ，气相 SiO2 用量为 0 的时候，结晶度为 23.6%，随气相 SiO2 用量逐渐增加，结晶度逐渐上升，当温度为 178 ，气相 SiO2 用量达到 2.0%的时候，结晶度达到最高值 27%，而当气相 SiO2 用量达到 2.5%的时候，结晶度略有下降，达到 24.3%。过多气相 SiO2用
5、 量会扰乱 MCPA6材料内分子链的有序排列，不利于结晶。 （三）热稳定性能 当气相 SiO2 用量 1% 的时候， MCPA6/气相 SiO2 复合材料分解的起始温度出现了明显升高，从最初用量为 0时的 312.2 ，提高至 348.7 ；而当气相 SiO2用量达到 2.5%的时候， MCPA6/气相 SiO2复合材料分解的起始温度达到最高值 411 ，失重速率最大时的分解温度为 462.7 ，比纯 MCPA6 材料分别提高 99 及 38 ， MCPA6/气相 SiO2 复合材料热稳定性显著提高。 （四）吸水性能 当气相 SiO2用量为 0的时候， MCPA6材料分解吸水率为 3.9%，添
6、加气相SiO2后， MCPA6/气相 SiO2复合材料吸水率出现一定程度降低，当气相 SiO2用量为 0.5%的时候， MCPA6/气相 SiO2复合材料吸水率达到最低 3.3%，随后随着气相 SiO2用量的增加， MCPA6/气相 SiO2复合材料吸水率逐渐增加，当气相 SiO2用量为 2.5%的时候， MCPA6/气相 SiO2复合材料吸水率达到 3.6%，但仍低于 MCPA6 材料的 3.9%。对其原因进行分析可能为：气相 SiO2 用量较低的时候，气相 SiO2 能促进聚 合物结晶，结晶区分子链成锯齿状排列；非结晶区分子链中的氨基、羧基会同水分子间形成氢键，水分子间的相互作用减少。而随
7、气相 SiO2用量增加，气相 SiO2则对 MCPA6材料聚合起到阻碍作用，从而使 MCPA6/气相 SiO2 复合材料吸水率出现一定程度上升。 （五）力学性能 随气相 SiO2 用量增加， MCPA6/气相 SiO2 复合材料拉伸强度、断裂伸长率及缺口冲击强度都呈现出先升高后下降的一个趋势，当气相 SiO2 用量达到 1.0%的时候， MCPA6/气相 SiO2 复合材料拉伸强度、断裂伸长率及缺口冲击强度都 达到最高值，之后逐渐下降，到 2.5%的时候达到最低值。 三、结论 总之，在 MCPA6材料内加入气相 SiO2，形成 MCPA6/气相 SiO2复合材料，材料结晶度提高，当气相 SiO
8、2 用量达到 0.5%时，材料吸水性最低； MCPA6/气相 SiO2复合材料热稳定性提高幅度大，当气相 SiO2用量达到 2.5%时，材料热稳定性最高；而随气相 SiO2用量增加， MCPA6/气相 SiO2复合材料拉伸强度、断裂伸长率及缺口冲击强度都呈现出先升高后下降的一个趋势，当气相 SiO2 用量达到 1.0%的时候，材料力学性能最 佳。 参考文献 梁杰铭，林志勇，周雪梅，等 .MCPA6/改性聚硅氧烷复合材料的摩擦磨损性能 J.工程塑料应用， 2015， 43（ 05）： 93-96. 李小宝，朱道吉，周正发，等 .原位增容 PA6/PET复合材料的制备及性能J.塑料工业， 2014， 42（ 05）： 35-38. 张彭风，林毅利，林志勇，等 .PANF/MCPA6 原位复合体系的结构与性能J.塑料， 2014， 43（ 06）： 52-54.
