高杨氏模量PA9T复合材料制备与性能研究

作     者：余海翔 

作者单位：湘潭大学 

学位级别：硕士

导师姓名：戴文利

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：PA9T 复合材料 杨氏模量 尺寸稳定性 

摘      要：尼龙9T（PA9T）是由壬二胺和对苯二甲酸缩聚产生的一种高强度、高模量、低吸水性的耐高温尼龙树脂,可以代替有色金属材料。在代替金属材料实现轻量化方面,PA9T仍需进一步改性。针对提高PA9T力学性能与尺寸稳定性,本文主要研究了凹凸棒、海泡石、玻璃纤维对PA9T杨氏模量、拉伸强度、尺寸稳定性、吸水性等性能的影响。工艺参数对制件最终质量十分关键,因此研究了注塑工艺参数对PA9T尺寸稳定性的影响,从而期望制备出一种高杨氏模量、低尺寸收缩率的PA9T复合材料。本文研究了PA6/PA9T合金的性能,结果表明,PA6可与PA9T发生酰胺交换反应,破坏分子链的规整性,抑制了材料的结晶,但合金材料的力学性能未发生明显的变化,可选用PA6作为载体制备填充母料。接着对比研究了凹凸棒、海泡石对PA9T力学性能的影响。为提高无机填料对PA9T的增强效果,先讨论了母料法与一步法对复合材料性能的影响,结果发现以PA6为载体树脂制得的PA9T复合材料的力学性能较优。然后以PA6为载体树脂,对比研究了凹凸棒和海泡石对PA9T性能的影响。结果表明,凹凸棒和海泡石均可有效提高PA9T的杨氏模量,但当凹凸棒添加量高于5 wt%时,PA9T的拉伸强度开始出现下降的现象,而相同含量海泡石增强PA9T的拉伸强度随海泡石含量的增加仍处于上升的趋势。为进一步提高PA9T的杨氏模量,并同时提高PA9T的尺寸稳定性,将玻纤磨成粉,100目筛网过筛,并与海泡石复配制成复合母料,研究了玻璃纤维和海泡石对PA9T力学性能、结晶性能与尺寸稳定性的协同效果。结果表明,玻璃纤维与海泡石可协同提高PA9T的杨氏模量,但对其拉伸强度没有明显的提升。当海泡石与玻璃纤维含量为5 wt%、35 wt%时,PA9T拉伸力学性能最佳。PA9T的结晶度与模塑收缩率、横纵方向模塑收缩率差值均随海泡石含量的增多而降低,表明相比于玻璃纤维,海泡石更能有效改善PA9T的尺寸稳定性。