對尼龍6粘土納米復(fù)合材料中的原子尺度的研究

本文共56頁 27865字

摘 要

本文應(yīng)用對材料中納米尺度結(jié)構(gòu)極為靈敏的正電子湮沒譜學技術(shù)，并結(jié)合其他實驗技術(shù)研究了尼龍6/粘土納米復(fù)合材料中的原子尺度的自由體積特性及次級松弛隨溫度及組分的變化。主要研究結(jié)果如下：
1. 使用離散的正電子湮沒壽命譜(PALS)程序（PATFIT）研究了納米粘土含量分別為0.0%、2.5%、5.0%、7.5%、10.0%的尼龍6/粘土（PA6/clay）納米復(fù)合材料在10～290K范圍內(nèi)的自由體積特性隨溫度的變化。據(jù)此確定了納米復(fù)合材料的兩個次級轉(zhuǎn)變溫度Tβ和Tγ。我們發(fā)現(xiàn)次級轉(zhuǎn)變溫度（β和γ轉(zhuǎn)變）隨納米粘土含量的增加而升高，這表明納米粘土和聚合物基體間存在較強的相互作用，它限制了局部鏈段的運動。
2. 利用國際上新發(fā)展的連續(xù)的正電子湮沒壽命譜程序MELT分析了粘土含量和溫度對復(fù)合材料自由體積分布的影響。實驗結(jié)果表明：隨著溫度的升高，o-Ps壽命的峰值向高端漂移，且峰形被展寬；在270K溫度下，o-Ps壽命分布裂變?yōu)殡p峰，這表明存在兩個o-Ps湮沒態(tài)（即τ3o-Ps和τ4o-Ps），且短壽命o-Ps的峰值和峰寬均隨納米粘土含量的增加變大。這一事實表明在較高溫度下，納米粘土的加入提高了聚合物中的局部有序區(qū)域中鏈段堆積密度。
3. 測量了室溫下不同粘土含量的尼龍6/粘土納米復(fù)合材料的紅外光譜，據(jù)此研究了復(fù)合材料中的氫鍵相互作用。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PA6/粘土納米復(fù)合材料和PA6 常溫狀態(tài)下不存在‘自由’的N-H基團。即酰胺基團幾乎是100% 的處于氫鍵鍵合狀態(tài)的。此外，我們還發(fā)現(xiàn)，當粘土含量為2.5% 時紅外光譜強度最強，其峰分布的半高寬最窄，這是因為在此情況下粘土的分散性最好，導致納米粘土和尼龍6基體間的很強的相互作用。

關(guān) 鍵 詞: 聚合物納米復(fù)合材料，自由體積，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，正電子湮沒，氫鍵

目錄

摘要
Abstract
引 言
第一章 聚合物基納米復(fù)合材料
1 納米材料與納米復(fù)合材料
1.1 納米材料
1.1.1 納米材料定義與分類
1.1.2 納米材料的特點
1.1.3 納米材料制備方法
1.2 納米復(fù)合材料
1.2.1 納米復(fù)合材料的分類
1.2.2 納米復(fù)合材料的性能
1.2.3 納米復(fù)合材料的應(yīng)用
2 高分子納米復(fù)合材料
2.1 高分子/粘土納米復(fù)合材料
2.2 粘土的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和有機化改性[54-69]
2.3 高分子/粘土納米復(fù)合材料的類型
2.4 高分子/粘土納米復(fù)合材料的制備和表征
3 尼龍6/粘土納米復(fù)合材料
3.1 尼龍6/蒙脫土納米復(fù)合材料
3.2 尼龍/蒙脫土納米復(fù)合材料物理力學性能
3.3 尼龍/蒙脫土納米復(fù)合材料應(yīng)用前景
參考文獻



參考文獻
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