MC尼龙6异辛酸稀土复合材料的制备和性能研究.doc

MC尼龙6异辛酸稀土复合材料的制备和性能研究 摘 要 本文研究了通过使用两种不同的异辛酸稀土，采用阴离子原位聚合法合成MC尼龙6/异辛酸镧复合材料和MC尼龙6/异辛酸铈复合材料，并对两种复合材料的性能进行了表征，得出以下结论： 1.以异辛酸为原料，经过同氢氧化钠皂化反应和氯化镧复分解反应，合成了异辛酸镧。其中：1）最佳反应时间的确定如图1： 图 1 反应时间对转化率的影响 Fig. 1 The relationship of conversion ratio and reaction time 2）温度对合成的影响如图2 图2 反应温度与转化率的关系 Fig. 2 The relationship of conversion ratio and temperature 3 ）皂化率及pH值对合成的影响 表1为不同皂化率与平衡PH值对合成转化率及分相的影响。在考虑到转化率高、分相好、产品粘度小。同时，又考虑其他原料利用率高的情况下，选择皂化率为9O％时为最好。 表1 皂化率及pH值与转化率的关系 Table 1 The relationship between saponification ratio, equilibrium pH and conversion ratio 皂化率（%）/PH值 70/5.8 80/6.0 90/6.3 95/9.0 100/9.2 稀土转化率/% 99.77 99.80 99.87 99.77 99.68 分层情况 易 易 较易 较易 较易 产品粘度 稀 稀 稀 极粘 极粘 4） 搅拌时间对合成的影响 搅拌时间对转化率的影响如图3所示，搅拌时间应选在20min左右为好，氯化镧的转化率高，同时还能保证一定量的游离酸，从而保证产品的质量。 图3 搅拌时间与转化率的关系 Fig. 3 The relationship of conversion ratio and stirring time 综上所述，本工艺合成异辛酸镧的最佳工艺条件为：在皂化率为9O％时的条件下，酸、碱、氯化镧的摩尔比分别为1.0:0.9:0.025；酸与溶剂之体积比为1.0:750；合成时间为20min；合成温度为60℃时，氯化镧转化率可达到99.97％ 以上。2.当异辛酸镧填加量为0.4%时，如表2所示： 表2 不同异辛酸镧加入量所合成的MC尼龙6/异辛酸镧复合材料力学性能对比 试样编号 异辛酸镧加入量% 拉伸屈服强度/MPa 断裂伸长率 /% 弯曲模量/MPa 简支梁冲击强度/ｋＪ/㎡ F0 0.0 72.00 34.00 2600 11.000 L1 0.2 84.47 38.85 3376 10.746 L2 0.4 86.32 46.54 3748 12.341 L3 0.6 81.56 34.52 2978 7.792 Table 2 Compared mechanical properties between MC nylon 6/Lanthanum Isootanoatecomposite with different quantity of Lanthanum Isootanoate added into MC nylon MC尼龙6/异辛酸镧复合材料的物理力学性能达到最优。其拉伸强度比纯MC尼龙6提高 20% ；断裂伸长率提高37%；弯曲模量提高44%；简支梁冲击强度提高12%。 以同样的复分解反应方法，在实验室合成异辛酸铈。当异辛酸铈填加量为0.4%时，如表3所示：表3 不同异辛酸铈加入量所合成的MC尼龙6/异辛酸铈复合材料力学性能对比 Table 3 Compared mechanical performance between MC nylon 6/Cerium Isootanoate composites with different quantity of Cerium Isootanoate added into MC nylon 试样编号 异辛酸铈加入量% 拉伸屈服强度/MPa 断裂伸长率/% 弯曲模量 /MPa 简支梁冲击强度/ｋＪ/㎡ F0 0.0 72.00 34.00 2600 11.000 C5 0.2 69.59 34.58 2438 7.732 C2 0.3 81.32 60.79