[发明专利]一种三元材料复合增强增韧尼龙11的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，尤其涉及一种三元材料复合增强增韧尼龙11的制备方法。

背景技术

随着社会与科学技术的飞速发展，单一材料的性能已不能满足日趋发展的形势，高性能化、多功能化和复合化已成为材料发展的必然趋势。尼龙11相对于其它聚酰胺类材料，虽然具有吸水率低、耐油性好、耐低温、弹性记忆效应好、耐应力开裂性好、易于加工等优点。但是，纯粹的尼龙11的性能己不能满足各种产品对材料性能的特殊要求，且其相对较高的市场价格也限制了其应用领域的进一步拓展。

国内外学者对尼龙改性的研究颇多，尤以尼龙6和尼龙66的改性研究为主，而尼龙11改性研究相对较少。国外研究重点集中在尼龙11的晶体结构、晶形转变以及压电性能上；国内在上述方面也进行了不少的研究，然而在尼龙11增塑、增强、增韧等方面的合金研究则都相对较少。

因此，通过物理或化学改性的方法制备高性能和功能化尼龙11基合金材料的重要性越来越明显。

玻璃微珠是直径在数微米至数毫米粒径范围内的玻璃(或陶瓷)球体，有实心、空心、多孔玻璃微珠之分，具有光学性能好、球形透镜特性、抗冲击性能强、滚动性好、导热系数低、质轻等特点，已广泛用于城市交通标志、汽车牌号、回射幕布、喷吹技术、填充材料、保温材料等领域。

塑料增韧的主要手段是加入橡胶相，作为分散相混到硬连续相中，所得复合材料的冲击强度可成倍或成几十倍地提高。因此，弹性体改性尼龙材料至今仍是尼龙增韧的主要手段之一。而弹性体增韧尼龙，虽可提高尼龙材料的抗冲击性能，但往往是以降低材料的弯曲模量、削弱材料刚性和热性能以及成本提高为代价的。刚性无机填料能提高材料刚性，但由于无机填料表面性质决定了其易聚集，分散不均匀，同时与聚合物界面结合力低，往往使材料韧性下降。尝试在聚合物中同时添加弹性体和无机粒子形成三相复合体系，以期得到兼具高强度和高韧性的复合材料，这方面的研究已经取得了一定的进展，但也存在一些未解决的理论问题。

发明内容

本发明提供了一种三元材料复合增强增韧尼龙11的制备方法，旨在解决现有技术提供的复合材料的耐冲击性能及力学性能较差，生产及使用成本较高，不能满足了各种产品对材料性能的特殊要求的问题。

本发明的目的在于提供一种三元复合增强增韧尼龙11的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤一，将尼龙11在80℃下连续烘12小时以上；

步骤二，在尼龙11烘料完成后，将玻璃微珠HGB加入到用乙醇溶解的硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，晾干待用；

步骤三，将尼龙11、处理后的玻璃微珠HGB及POE-g-MAH在200℃～240℃下挤出造粒，再注射成标准测试样条。

进一步，在步骤一中，可将尼龙11在80℃下的真空烘箱内连续烘12小时以上。

进一步，在步骤三中，将尼龙11、处理后的玻璃微珠HGB及POE-g-MAH经双螺杆挤出机在200℃～240℃下挤出造粒，螺杆转速为90rpm，再用注射机注射成标准测试样条。

进一步，按GB1834-80测试三元材料复合增强增韧尼龙11的标准测试样条的悬臂梁缺口冲击强度，先测定缺口试样的宽度和厚度，然后在悬臂梁冲击试验机上进行冲击试验，纪录、计算出冲击强度，并且每组样品测试时在同一温度下不少于5个试样。

进一步，按GB1040-79测试三元材料复合增强增韧尼龙11的标准测试样条的拉伸强度和断裂伸长率，先测定式样厚度和宽度，再在电子拉伸试验机上拉伸，拉伸速率为50mm/min±10%，记录拉伸强度以及断裂伸长率，重复5次。

进一步，按GB9341-79测试三元材料复合增强增韧尼龙11的标准测试样条的弯曲强度和弯曲模量，测试速度为20mm/min±10%。

进一步，在对三元材料复合增强增韧尼龙11的标准测试样条的冲击断面进行形态观察时，将标准测试样条置于液氮中一定时间后脆断，对断面喷金后用电子扫描显微镜观察并拍照，同时将标准测试样条的冲击断面放于二甲苯中120℃刻蚀2小时，然后经喷金后，在扫描电子显微镜上观测共混物冲击断面形貌，加速电压为20KV，放大倍率分别为100、400、1000；

对比不同POE-g-MAH含量的复合材料的放大100倍的冲击断口照片，POE-g-MAH含量为20%和10%的复合材料的断面较为平整、光滑，但POE-g-MAH含量为30%的复合材料的断面凹凸不平、粗糙，成多个的、大块的云片状，冲击强度最大。