尼龙6(PA6)是一种重要的工程塑料,具有优良的耐磨性、强度和加工性能,广泛应用于机械部件、电气设备和汽车等领域。然而,PA6的裂纹增长能较低(缺口敏感性),导致其缺口抗冲击强度较低,此外,其热变形温度(HDT)较低,耐吸湿性较差,使其应用受到一定限制。一种常见的增韧PA6的方法是向其添加弹性体或者马来酸酐接枝的弹性体,但受限于弹性体自身的特性,这种增韧方法会大幅度降低PA6的拉伸强度和HDT。为提升PA6的HDT和耐吸湿性,聚苯醚(PPO)常用来与PA6共混。由于PA6和PPO的热力学完全不相容,通常需向PA6/PPO共混物添加增容剂,如苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)。有机改性蒙脱土(OMMT)也是PA6常用的改性剂,可提高其HDT。本论文的主要研究目的是制备高强高韧的PA6复合材料,并对复合材料的结构和性能的关系进行研究。论文取得了以下创新结果:将OMMT和SMA通过熔融共混添加至PA6/PPO共混物中,发现OMMT和SMA能够协同增容PA6/PPO。OMMT和SMA都能减小PPO分散相的尺寸。SMA能使PA6/PPO/OMMT共混物中的OMMT团聚体均匀分散,OMMT可大幅度降低PA6/PPO/SMA共混物的粘度。对PA6/PPO/SMA/OMMT纳米复合材料的耐吸湿性、拉伸性能也进行了研究。将OMMT通过熔融共混引入马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MA)增韧的PA6/PPO共混物中,并研究了 OMMT对PA6/SEBS-g-MA/PPO纳米复合材料的形貌、流变性能和机械性能的影响。OMMT能减小PPO分散相的尺寸,降低纳米复合材料的粘度。此外,剥离态的OMMT可显著提升PA6/SEBS-g-MA/PPO纳米复合材料的拉伸性能、HDT和抗冲击性能,最终获得了高强度、超韧性、较高HDT和良好加工性的PA6/SEBS-g-MA/PPO纳米复合材料。研究了 PPO和聚苯乙烯(PS)在PA6/SEBS-g-MA/(PPO/PS)纳米复合材料中的作用。通过扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试分别研究了 PPO和PS的质量比以及PPO/PS添加量对PA6/SEBS-g-MA/(PPO/PS)纳米复合材料的形貌和机械性能的影响规律。受界面张力和铺展系数驱使,PPO/PS和SEBS-g-MA在PA6基体中形成了“核壳结构”粒子(PPO/PS为核,SEBS-g-MA为壳)。“核壳结构”粒子对PA6的增韧发挥至关重要的作用。PS可提高“核壳结构”粒子在PA6基体中的分散性,PPO可提高PPO/PS相的分子链缠接密度,PPO和PS在质量比为3/1时PA6纳米复合材料的性能最佳。在一定范围内,提高PPO/PS添加量可为增韧PA6提供更多合适尺寸的“核壳结构”粒子,从而提高纳米复合材料的力学性能。因此,通过调节PPO和PS的质量比以及PPO/PS的添加量,可得到高强度、超韧性和较高HDT的PA6/SEBS-g-MA/(PPO/PS)纳米复合材料。研究了聚丙烯(PP)和SEBS-g-MA在PA6/SEBS-g-MA/PP共混物中的作用。PP和SEBS-g-MA能够通过熔融共混原位在PA6基体中形成“核壳结构”粒子。研究了 PP和SEBS-g-MA对PA6/SEBS-g-MA/PP共混物的形貌、流变性能、力学性能的影响。SEBS-g-MA能改善PA6和PP的相容性,有利于形成合适尺寸的“核壳结构”粒子,从而提升共混物的力学性能。PP可抑制PA6和SEBS-g-MA过量的扩链反应,从而降低共混物的粘度,提升共混物的力学性能。基于半韧性和韧性共混物的差别,提出了增韧机理。只有合适相尺寸的增韧粒子(大于0.1 μm)才能有效增韧PA6,且韧性共混物的冲击断面才能观察到PA6基体的剪切屈服。最终,在仅添加5-10份SEBS-g-MA的情况下,可获得高强度、超韧性的PA6/SEBS-g-MA/PP 共混物。通过熔融共混制备了耐高温、高强度、高韧性的(PPO/PS)/SEBS-g-MA/PA6共混物。PA6和SEBS-g-MA在PPO/PS基体中原位形成“核壳结构”粒子(PA6为核,SEBS-g-MA 为壳)。研究了(PPO/PS)/SEBS-g-MA/PA6 共混物与PA6/SEBS-g-MA/PPO纳米复合材料在形貌和性能等方面的差异。