[发明专利]一种尼龙复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种尼龙复合材料的制备方法。

背景技术

在通常的生活中，塑料制备已占据各个方面，其中尼龙(PA)是一类综合性能优良的工程塑料，具有优良的耐磨性、自润滑性和耐热性，而且耐油性优良，力学强度高，易加工成型。但是PA也存在吸水率高、热变形温度低和缺口冲击强度差等缺点。通常采用添加弹性体的方法提高PA的韧性，但这种方法通常会导致材料强度、刚度、热变形温度的损失。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种尼龙复合材料的制备方法。

一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于：将PA在真空烘箱内连续干燥后，将PA，POE，MAH和引发剂按照 PA：POE：引发剂：MAH=70：30：0.1：1的比例与OMMT在高速混合机上混合均匀，然后利用双螺杆挤出机挤出造粒，制得PA／POE／OMMT复合材料。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于所述OMMT的质量分数为5%。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于所述烘箱温度为80℃，干燥时间为24h。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于所述引发剂为L101。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于所述双螺杆机的工作温度为200～240℃，转速为80～100r／min。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，通过制备工艺的改进，使得所制得的复合材料冲击强度得到有效提高，力学性能达到最佳，且制备方法过程简单，易于操作，本发明所述的尼龙复合材料具有较大的市场推广价值。

具体实施方式

一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于：将PA在真空烘箱内连续干燥后，将PA，POE，MAH和引发剂按照 PA：POE：引发剂：MAH=70：30：0.1：1的比例与OMMT在高速混合机上混合均匀，然后利用双螺杆挤出机挤出造粒，制得PA／POE／OMMT复合材料。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，所述OMMT的质量分数为5%。所述烘箱温度为80℃，干燥时间为24h。所述引发剂为L101。所述双螺杆机的工作温度为200～240℃，转速为80～100r／min。随着OMMT 用量的增加，PA／POE／OMMT复合材料的断裂伸长率呈下降趋势。由于OMMT 为刚性颗粒，随着少量OMMT的加入，导致共混体的断裂伸长率呈较大幅度的降低。而在PA11／POE／OMMT 体系中，随着少量OMMT的加入，材料的断裂伸长率几乎没有改变，这是由于PA11／POE 共混物和OMMT 之间“协同作用”的结果。拉伸过程中，存在于基体中呈剥离状态的纳米OMMT 片层，能够随分子链沿拉伸方向取向，起到搭接分子链之间或分子链上裂纹的作用，从而使断裂伸长率提高。但当OMMT质量分数大于2%以后形成的是插层型的纳米复合材料，分子之间的交联点数量随OMMT含量的增加而增加幅度较小，在OMMT质量分数为3%时达到了最大值。之后，随着OMMT含量的继续增加，断裂伸长率随之而降低，产生这种现象的原因是OMMT片层限制了PA11大分链子的运动，在拉伸过程中PA11分子不能沿拉伸方向有效的取向，而变得易于断裂。随着OMMT含量的增加，材料的弯曲强度和弯曲弹性模量呈现先增大后减小的趋势，并且在OMMT质量分数为5%时达到最大值。OMMT含量的增加使复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量增加，一方面可能是由于经有机处理的刚性OMMT与极性的PA 之间具有很强的化学相互作用，提高了界面粘接力。OMMT 含量越高，复合材料的刚性越大，抵抗变形所需的外力也越大，故弯曲强度越强，弯曲弹性模量越大。另一方面OMMT在PA基体中无论是剥离型还是插层型，都限制了PA在受到弯曲应力时的运动，使其更难发生变形，从而表现为弯曲弹性模量的增加。在复合材料中，当OMMT 含量较小时，OMMT能很好地分散于PA／POE 中，甚至达到纳米尺度分散，并与PA／POE 大分子链产生较强的相互作用。当受到外力作用时，OMMT作为应力集中点能够产生银纹并带动聚合物基体屈服，一起抵抗外力。但如果OMMT 与PA／POE 大分子链段之间的相互作用过强，OMMT 片层会“束缚”PA／POE 大分子链段并使其刚性增加，表现为冲击强度大幅度降低。