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MC尼龙／纳米MgO 复合材料的制备与性能 徐久升 摘要：采用硫酸铵和碳酸氢铵以及轻烧MgO 粉为原料，利用液相沉淀法制备高纯纳米级MgO。同时对纳米MgO 进行表面改性，使其可以更好地分散在MC 尼龙基体中。将改性后的纳米MgO，以氢氧化钠为催化剂，甲苯二异氰酸酯为活化剂对MC 尼龙进行单体浇铸，制得MC 尼龙／MgO 复合材料。结果表明，经纳米MgO 粒子改性后的MC 尼龙，其冲击强度和拉伸强度比纯MC 尼龙都有所提高，具有增韧和增强的双重效果。 关键词：MC 尼龙； MgO ； 改性； 力学性能
Preparation and Properties of MC Nylon／Nano MgO Composites by Situ Polymerization Xu Jiusheng Abstract ：Method of preparing high-purity nano MgO by liquid-phase deposition using ammonium sulfate，ammonium bicarbonate and light-bumed MgO powder was introduced，and the nano MgO surface was modified in order to attain a better dispersion in the MC nylon. Meanwhile，MC nylon／nano MgO composites were employed using sodium hydroxide as catalyst，toluene diisocyanate (TDI) as activator and modified nano MgO. The results show that both impact strength and tensile strength ofthe MC nylon modified by nano MgO particles are higher than those of pure MC nylon，which exhibited an increases in the aspects of strength and toughness. Keywords ：MC nylon ； magnesium oxide ； modification ； mechanical property
目前，高分子／无机纳米复合材料的制备主要是通过溶胶– 凝胶法、插层法、熔融共混法和原位聚合法等进行。其中，原位聚合法是指首先使纳米尺度的无机粉体在单体中均匀分散，然后用类似于本体聚合的方法进行聚合反应，从而得到纳米复合材料。通过这一方法，无机纳米粒子能够比较均匀地分散于高分子基体中，且所得的复合材料具有良好的加工性能。在以往的研究中，人们在聚合物／蒙脱土的原位聚合方面进行了大量的工作，而纳米MgO 作为一种新型高功能精细无机材料，具有高硬度，高纯度的特点，尚未得到广泛的应用。将纳米MgO 粒子的特性与聚合物本身的优良性质有机地结合起来，对于开发高性能、功能化的材料具有重要的意义。笔者以辽宁海城产的轻烧MgO 粉为原料，采用液相沉淀法制备高纯纳米级MgO，对MgO 进行改性，氢氧化钠为催化剂，并用甲苯二异氰酸酯(TDI) 为活化剂，通过原位聚合过程制备了MC 尼龙／MgO 杂化材料，对不同含量的MgO 对MC 尼 龙的力学性能影响进行了研究。 1 实验部分 1．1 主要原材料 己内酰胺：工业级；轻烧MgO ：工业级；氨水、氢氧化钠：分析纯；TDI ：工业品；硫酸铵：分析纯。 1．2 仪器及设备 平板硫化仪：XLB 型；傅立叶变换红外光谱仪：NICOLET–560 型；电脑式热变形温度试验机：GT–HV2000W 型；集热式恒温加热磁力搅拌器：DF–101S 型；扫描电子显微镜(SEM) ：JSM–63603LV 型；X 射线衍射仪：D8–Advance 型。 2 结论 在MC 尼龙中加入纳米MgO 粒子，成功地制备了MC 尼龙／纳米MgO 复合材料，可在MC 尼龙中引入交联结构，从而降低复合材料的结晶度和内应力，减少复合材料的缺陷。在所研究的用量范围内，不同含量的纳米MgO 的添加可在一定程度上改善MC 尼龙的力学性能，其中当MgO 质量分数为0.1% 时，MC 尼龙／MgO 复合材料的冲击强度比MC 尼龙基体增加了8.7%。当MgO 质量分数为0.3% 时，拉伸强度达到最大值，比纯MC 尼龙拉伸强度提高了9.9%。而MC 尼龙／MgO 复合材料的断裂伸长率、吸水率随着MgO 用量的增加而逐渐减小，维卡软化温度则逐渐上升。 |
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