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硅灰石填充尼龙一6复合体系的非等温结晶行为及动力学研究

摘要:用差示扫描量热法(DSC)考察了硅灰石填充尼龙一6复合体系的非等温结晶行为,并用Avrami以及Mo法研究了其非等温结晶动力学。结果表明·随着降温速率的增加,复合体系的结晶峰变宽并向低温方向移动,结晶速率增加。通过对比,Mo法能很好地描述硅灰石填充尼龙一6复合体系的非等温过程。

由 于复合材料的加工工艺过程类似于非等温结晶过程.人们对尼龙复合体系的非等温结晶行为进行了一些研究。采用差示扫描量热法(DSC)系统地研究硅灰石填充尼龙一6复合材料的非等温结晶行为,并分别采用Avrami法和Mo法研究与分析复合体系的结晶动力学。

1  试验部分

1.1  原料

尼龙一6,M52500,新会美达DSM尼龙切片有限公司;硅灰石,针状粉(长径比15:1),大连亚泰科技新材料有限公司。

1.2试样制备

将干燥后的尼龙一6、处理后的硅灰石粉体及其他助剂按一定比例在高速混合机中混合均匀,在双螺杆造粒机组中熔融共混,挤出造粒。双螺杆机身温度为220—255℃、机头温度为220~235℃。用注塑机、标准试样模具注射成型制得标准试样。

1.3分析与测试

在日本岛津公司DSC-6仪上进行差示扫描量热(DSC)测定。取样品约10 mg,在N2环境

下将样品以20℃/min的升温速率从室温升温至280℃,停留5 min消除材料热历史,以不同。

硅灰石/尼龙-6(质量比30/70)复合体系在不同降温速率下的DSC曲线及数据。从降温曲线中可明显看出,随着降温速率的增加,结晶峰峰温向低温方向移动。逐渐增大。此外,随着降温速率的增大,结晶峰也逐渐变化。这是因为较低温度结晶虽有利于大分子链或链段更多地进入晶格,但此时其活动能力较差,结晶较不完善。所以降温速率越大,结晶完善程度差异越大,结晶峰宽变化越明显。当冷却速率较慢时,大分子链或链段 有足够的时间进行规整排列,并形成较为完善和均匀的晶体。

4  结论

a)  随着冷却速率的增加,硅灰石填充尼龙-6复合体系结晶峰峰温向低温方向移动,结晶峰变宽,结晶速率增大。

b)  使用Mo法能够很好地描述硅灰石填充尼龙-6复合体系的非等温结晶行为,而采用

Avrami方程分析处理的硅灰石填充尼龙一6复合体系非等温结晶行为存在一定的偏差。

 

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