光谱法的研究mc尼龙6_芳纶复合材料的结构.pdf

第28卷，第1期 光谱学与光谱分析 V01．28，No．1，pp94—97 2008年1月 Spectroscopyand SpectralAnalysis January，2008 光谱法研究MC尼龙6／芳纶复合材料的结构 王灿耀，郑玉婴。 福州大学化学化工学院，福建福州350002 摘要将经甲苯二异氰酸酯(TDI)和己内酰胺改性的Kevlar纤维作为MC尼龙6的增强体，X射线光电 子能谱观察到改性后纤维表面C，N和0元素的含量发生了改变，谱峰也相应发生变化。从红外光谱分析发 现，Kevlar纤维和MC尼龙6相混所得谱图只是二者红外谱图的简单叠加，而改性Kevlar纤维可作为己内 酰胺阴离子开环聚合的活性中心，且接枝链上的酰胺基可以与基体尼龙形成较强的氢键，有利于提高界面 结合。XRD测试表明Kevlar纤维的引入并没有明显改变MC尼龙6的晶型，但其晶粒将具有更严格的三维 周期性结构。在相同纤维用量时，改性Kevlar纤维增强的MC尼龙6的晶粒较未改性纤维的完善。当纤维含 量小于2％时，纤维的加入有利于生成完善的口球晶，纤维含量大于2％时，口球晶结构含量随着纤维用量的 增多反而下降。 关键词MC尼龙6；Kevlar纤维；X射线光电子能谱；红外；X射线衍射 中图分类号：063 文献标识码：A 文章编号：1000-0593(2008}01—0094-04 提24 h后真空干燥；己内酰胺为工业纯，甲苯一2，4-二异氰酸 引 言 酯(1]DI)和氢氧化钠均为分析纯。 1．2 Kevlar纤维的改性 MC尼龙作为一种工程塑料，具有质量轻、机械性能好、 KF的改性参见文献[13。 减震耐磨、耐腐蚀、自润滑、耐油脂和耐化学药品等优点。 1．3复合材料的制备 但与金属相比，MC尼龙还存在强度、模量与热变形温度较 低，尺寸稳定性较差，有一定脆性和难以承受重负荷等缺 将己内酰胺加入到干燥洁净的三口烧瓶中，在120℃油 点，从而限制了它的应用范围。 浴中熔融，抽真空脱水1．5h。然后解除真空，加入计量的氢 氧化钠，立即继续进行减压脱水30rain，此时，氢氧化钠与 传统的纤维增强就是在MC尼龙基体中加入Kevlar纤 维，使纤维在基体中均匀分散并结合良好，利用纤维的高强 己内酰胺迅速反应，生成淡黄色的钠代己内酰胺。将反应液 升温至150℃，解除真空并加入TDI，迅速搅拌均匀。然后 度来提高复合材料的强度。作者[1’2]等曾采用甲苯一2，4一二异 浇入预置了KF并预热到170℃的模具内，保温90min，自 氰酸酯和己内酰胺等对Kevlar纤维进行改性，并采用SEM 和m等手段跟踪改性情况，证实改性过的纤维具有酰亚胺 然冷却至室温，脱模，即得到MC尼龙6／KF复合材料，并 结构，有两个极性基团与氮原子相连接，使得环内的酰胺键 将复合材料在煮沸的蒸馏水中处理8h，以除去己内酰胺和 结合减弱，羰基的极化加强，所以它具有很强的亲电性质， 低分子聚合物。 很容易为内酰胺阴离子所攻击而起反应，成为链引发的活性 I．4 x射线光电子能谱分析{xPs)