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你不知道的尼龙6原位聚合纳米材料

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来源:发布日期2019-07-01
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纳米材料的表面效应、体积效应和宏观隧道效应,使得相同组分的纳米尼龙6复合材料的性能大大优于熔融共混等常规复合材料,而纳米复合材料的团聚效应是规模生产中经常面临的一大难题,尼龙6原位聚合是有效的应对策略。


尼龙6原位聚合纳米材料前景诱人

尼龙6的原位聚合国外早在上世纪70年末80年代就已开始,最先取得成效的是尼龙6分子复合材料。将金属化的聚对苯二甲酰对苯二胺溶解于己内酰胺均匀混合,在水的作用下开环聚合,得到纳米水平分散的尼龙6/PPTA复合材料,PPTA的组分只有0.5%,而尼龙6拉伸强度提高了64%,弹性模量提高了80%。

国内将尼龙6与对苯二甲醛、二氨基二苯基醚的缩聚物阴离子原位聚合,采用差温扫描仪DSC等温动力学研究,发现尼龙6基体的结晶速率明显提高,尼龙6/PMA动力学谱图上只出现一个玻璃化温度,且比纯尼龙6提高了5℃。

日本丰田公司研究院采用尼龙6原位插层聚合方法获得了纳米尼龙6/粘度复合材料,掀起了世界上纳米复合材料研究的热潮。厚度为1nm宽度为100nm蒙脱土(MMT)均匀分散于尼龙6基体中,质量分数为5%,材料的热变型温度由65℃提高到152℃,拉伸强度由68.3MPa提高到97.2MPa。


江苏海阳尼龙6原位聚合应用透明尼龙板

尼龙6与纳米二氧化硅可以采用水开环原位聚合也可以采用阴离子原位聚合。前者,纳米二氧化硅未经过偶联剂处理,用量的增加导致力学性能的下降,经偶联剂处理后刚好相反,当纳米二氧化硅质量分数达到5%时,力学性能达到最大,玻璃化温度提升5-10℃。

尼龙6与纳米二氧化硅阴离子原位聚合,二氧化硅有丰富的羟基,呈强极性,与己内酰胺存在氢键作用,聚合诱导期短,速度快,工艺和设备均比水开环连续聚合更为简单,质量分数只要2%。就对MC尼龙具有良好的增强和增韧作用。而熔融共混方法则容易发生团聚。


江苏海阳原位聚合尼龙6/66切片

江苏海阳通过尼龙6原位聚合方法,生产的“海阳”牌尼龙6/66共聚材料,尼龙66的己二酸己二胺盐在己内酰胺单体中的组分从8%至15%,相对粘度从2.0至3.8,实现了品种规格的多样化,年产能2万吨,材料的物理力学、韧性、透明性和玻璃化温度出现了预期中的改变,成为宇部、中丽等同类型进口产品的替代牌号。

  

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