MC尼龙6与SEBS弹性体复合材料的制备与表征

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本工作采用NaOH为催化剂,TMI或TDI为助催化剂,对己内酰胺进行阴离子开环聚合研究。在同样的反应条件下,采用双官能团的助催化剂TDI所合成的MC尼龙的分子量要高于单官能团助催化剂TMI所合成的MC尼龙的分子量,助催化剂的官能度对低聚物的分子量几乎没有影响。低聚物的形成在中高转化率阶段更加明显,说明低聚物的形成机理有可能是一种快速机理,聚合度大于9的低聚物(M9)在溶剂抽提过程中不能与高分子量聚合物彻底分开,在这种情况下,采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析更加方便、快捷和准确。单官能团助催化剂TMI引发体系低聚物谱图丰度最大为1266Da,双官能团的助催化剂TDI引发体系低聚物谱图丰度最大为1040Da,两种助催化剂体系低聚物所表现的分子量分布也有所不同。随着聚合时间的延长,离子峰的绝对丰度逐渐增加,最大丰度峰由八聚体(M8),变成九聚体(M9),再变成十一聚体(M11);低聚物的组成分布跟热处理没有关系。本工作研究了功能化苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-TMI)与尼龙6(PA6)的反应共混体系。傅立叶变换红外光谱表明,由于SEBS-g-TMI中的异氰酸酯基(-NCO)与尼龙6中的端胺基(-NH2)之间的化学反应,SEBS-g-TMI/PA6谱图中3299cm-1处的N-H伸缩振动峰变窄变高,1640cm-1处N-H变形振动峰和1547cm-1处N-H弯曲振动峰变强。同时研究了共混体系的热性能、流变性能、机械性能和形态特征。DSC结果表明,在相同的共混组成下,SEBS-g-TMI/PA6共混体系中尼龙6的结晶焓(ΔHc)要低于SEBS/PA6共混体系中的尼龙6,这种差别随着共混物中苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物含量的增加而增大,说明反应共混体系中尼龙6的结晶受到一定的限制;SEBS-g-TMI/PA6共混体系的复数粘度和贮能模量高于相应的SEBS/PA6共混体系;与相同组成的SEBS/PA6相比,SEBS-g-TMI/PA6中分散相的粒子尺寸更小,粒子分布更均匀,界面粘合更强;反应共混后的机械性能如拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度和模量、缺口及非缺口冲击强度均随着接枝率的提高而增加。
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