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熔融共混制备尼龙6/环氧树脂复合材料及其性能研究

作　者: 陈健
导　师: 杨云峰
学　校: 中北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 增韧改性 环氧树脂 尼龙6 复合材料 结晶性能
分类号: TQ325.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


凡是分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的化学、物理性能，以及电学性良好、制品稳定性高、耐腐蚀等优点，而且不论是金属还是非金属，环氧树脂都的粘接性都非常高，所以环氧树脂被广泛应用到军工、汽车、航天、化工防腐等领域中。尼龙6（PA6）是一种有着优良力学性能的热塑性塑料。它具有优良的力学性能和自润性、耐磨性，但因其抗冲击差及吸水率大等缺点，在各领域中的应用中被极大的限制了。本课题首先用均苯四甲酸二酐对环氧树脂进行改性，然后用改性后的环氧树脂与尼龙6采用熔融共混法制备出了尼龙6/环氧树脂复合材料。用扫描电子显微镜和红外光谱仪研究了复合材料的结构和组成，通过差示扫描量热仪研究了复合材料的结晶性能，并用电子万能试验机对复合材料的力学性能进行了分析得出以下结论：1.通过红外光谱表征，均苯四甲酸二酐对环氧树脂的改性是成功的，反应顺利发生，生成了新的线性环氧树脂预聚体。在尼龙6中加入环氧树脂，大大提高了复合材料的力学性能，但降低了复合材料的断裂生长率。2.通过对环氧树脂/尼龙6复合材料的结晶过程及熔融行为的研究发现：环氧树脂的加入在复合材料中起到了异相成核的作用。环氧树脂的加入提高了结晶速率，Avrami方程适合处理尼龙6及环氧树脂/尼龙6复合材料的等温结晶动力学过程。用经过Jeziorny修正过的Avrami方程及Mo法能够较好的处理复合材料的非等温结晶动力学过程，利用Hoffman-Weeks公式求得了复合材料的平衡熔点。3.通过热重分析仪分析尼龙6/环氧树脂复合材的热性能，发现在复合材料中加入环氧树脂后，复合材料的热变形温度随着环氧树脂粉末量的增加而提高，所以得出：在复合材料中加入环氧树脂粉末会提高复合材料的热稳定性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-24
  1.1 前言  9
  1.2 环氧树脂  9-18
    1.2.1 环氧树脂简介  9-10
    1.2.2 环氧树脂的优点  10
    1.2.3 环氧树脂的增韧改性  10-18
    1.2.4 环氧树脂在实践中的应用  18
  1.3 尼龙 6 的制备、结构和性能  18-22
    1.3.1 尼龙 6 的合成原理  18-21
    1.3.2 尼龙 6 的分子结构特点与晶体结构  21
    1.3.3 尼龙 6 的性能  21-22
  1.4 尼龙 6 的改性  22-24
    1.4.1 尼龙 6 与聚烯烃、烯烃共聚物、弹性体等共混  22-23
    1.4.2 PA6 与工程塑料的共混  23
    1.4.3 尼龙 6 的无机物改性  23-24
第二章 实验部分  24-30
  2.1 引言  24-26
    2.1.1 关于增韧环氧树脂的固化剂选择  24-25
    2.1.2 关于增韧环氧树脂的固化原理  25-26
  2.2 实验中所需原料与仪器  26-27
    2.2.1 实验原料  26-27
    2.2.2 实验仪器  27
  2.3 PA6/EP 复合材料的制备  27-28
    2.3.1 进行 EP 预聚物的合成  27-28
    2.3.2 制备 PA6/EP 复合材料  28
  2.4 测试及表征  28-30
    2.4.1 红外光谱分析  28
    2.4.2 熔点测试  28
    2.4.3 力学性能测试  28
    2.4.4 DSC 测试  28-30
第三章 实验结果与讨论  30-64
  3.1 红外光谱分析  30-31
  3.2 环氧树脂粉末的熔点分析  31-32
  3.3 PA6/EP 复合材料的力学性能研究  32-34
    3.3.1 PA6/EP 复合材料的拉伸性能  32-33
    3.3.2 PA6/EP 复合材料的弯曲性能  33-34
    3.3.3 PA6/EP 复合材料的冲击强度  34
  3.4 PA6/EP 复合材料的结晶行为研究  34-38
  3.5 平衡熔点  38-62
    3.5.1 等温结晶动力学  40-48
    3.5.2 EP 含量对 PA6/EP 复合材料球晶生长的影响  48-50
    3.5.3 非等温熔融结晶行为  50-52
    3.5.4 非等温结晶动力学  52-62
  3.6 热重分析  62-64
第四章 总结与展望  64-66
  4.1 总结  64-65
  4.2 展望  65-66
参考文献  66-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72-73
致谢  73-74

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 聚合类树脂及塑料 > 聚醋酸乙烯酯类
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