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成核剂对尼龙结晶过程与性能的影响研究

更新时间:2016-8-24:  来源:毕业论文

成核剂对尼龙结晶和性能的影响

近几年来,为了提高PA的抗老化能力和透明性,常在其加工过程中加入次磷酸盐类,这种盐类的加入使PA的结晶度和结晶速率显著降低,因此在加工或聚合过程中更需要加入成核剂。使用成核剂可使结晶微细化,对微晶结构的稳定也有很大作用,还可改善热变形温度、刚性和透明性等物理性质,并提高弯曲弹性模量、冲击强度等力学性能 。其性能的提高幅度和结构的改变程度取决于成核剂的种类、用量及PA类型。ASP.NET英文文献及翻译

2.1.1 尼龙的结晶过程

高聚物从无规结构向有序的结晶结构转变的过程叫结晶。高聚物结晶过程与小分子类似,包括晶核的形成和晶粒的生长两个步骤,其中晶核的形成过程又可分为均相成核和异相成核。均相成核是熔体中因为自由热涨落而引起的局部有序区引发的结晶的过程;异相成核是分散于熔体中的不熔固体微粒表面引发结晶的过程。由于不可能使高聚物纯化到不含任何杂质的程度,因此高聚物的成核过程大多是异相成核。聚酞胺的结晶过程也不例外。
聚酞胺结晶化有两种形式:熔融聚合物冷却时发生的结晶化与处于无定形状态的聚合物结晶化。聚酞胺一般在初次结晶后会进一步发生二次结晶,这是一个在固体状态下产生重新组织的过程,可以改养己经形成的球晶。本文来自六~维^论#文,网,毕业论文 www.lwfree.cn

2.1.2成核剂对尼龙结晶过程及性能的影响

尼龙的成核剂在聚合前或聚合过程中或聚含后力加工成型时加入都可以。
成核剂的加入,晶核的生成变快,高温下的结晶速度增大,并使结晶变小。成核剂对高聚物结晶的促进作用有选择性,并非一种成核剂能促进所有高聚物结晶,同时不同成核剂对同一高聚物的成核结晶促进作用效果也是不同的。近年来很多人对成核剂的作用机理进行了研究。结晶度分布和球晶大小主要受成核剂的影响。成核剂的使用造成了结晶微细化,且对微晶结构的稳定也有很大作用,经过反复熔融这种微晶结构可保持不变。这是由于相同空间内,随着晶核个数的增多,晶体生成的余地就变小,使聚合物的结晶变得细微,且由于强烈异相成核的作用导致了其成核速率、结晶过程、晶体形态在一定温度范围内保持稳定。
如不加成核剂,聚合物在熔融冷却中会形成较大的球晶,球晶之间存在明显的界面,这些界面存在着由分子链排列不同引起的内应力,当受外力冲击时,裂纹就会很快地沿球晶界面扩展而导致最后的破裂。但若聚合物熔体在冷却时所生成的球晶小而多则所产生的内应力就小而分散。对壁较厚的挤出和注射样品,为达到这个目的,必须加入成核剂才行。另外,微晶结构的稳定对尼龙制品性能的稳定十分重要,若不加成核剂时,微晶结构就不易保持稳定,一经熔融就变得粗糙模糊。成核剂还可改善热变形温度、刚性和透明性等物理性质,并可提高弯曲弹性模量,改善耐冲击强度等机械性能。由于提高了结晶温度,在工艺上的突出优点是能在较高温度下脱模,减少毛边,达到较完善的结晶,不致在室温下存放时再继续结晶而引起尺寸变化。这就可缩短加工周期,提高产品质量,提高加工效率。

2.2 尼龙用成核剂的应用研究

2.2.1 成核剂改性尼龙的应用与研究

成核剂改性尼龙由于其特有的优点,一直受到相当的关注,而且成核剂的研究对高聚物结晶理论的发展也有很强的推动作用。
艾舒琪等【22】研究了成核剂对尼龙66等温结晶行为的影响,结果表明:
①尼龙6成核剂体系在高温结晶时存在晶型转变,有部分a晶型逐渐转变成丫晶型;
②Avrami方程指数n、成核机理、晶体生长方式基本上不受成核剂的影响;
③对尼龙6来说,滑石粉是一种效果较好的成核剂。2856

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