环氧树脂改性聚乳酸/低熔点尼龙6复合材料结构与性能的研究

材料研究学报

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李明专¹,胡孝迎¹,何敏¹,于杰²,鲁圣军¹

1. 贵州大学
2. 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心

Study on structure and properties of epoxy modified PLA/low melting point PA6 composites

全文: PDF(1851 KB)

摘要: 摘要：通过“熔融挤出一热拉伸一淬冷”法制备环氧树脂改性聚乳酸 (ePLA) /低熔点尼龙6 (LMPA6) 复合材料。利用差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、流变仪和电子拉伸机等研究了不同LMPA6含量下ePLA / LMPA6复合材料的结晶行为、热性能、流变性能及其力学性能。DSC结果表明，LMPA6的加入改变PLA的晶体结构，可显著改变复合材料体系的冷结晶温度、冷结晶熔融温度。热重分析（TGA）结果表明，LMPA6的加入提高了ePLA / LMPA6复合材料的热稳定性。动态力学性能结果表明，LMPA6的加入提高了ePLA / LMPA6复合材料的玻璃化转变温度（Tg）。流变学测试结果表明，当应变（γ）超过临界应变（γC）后，储能模量（G’）呈非线性下降，出现“Payne”效应。复合材料呈现出非牛顿流体的特性—“剪切变稀”现象，而且随着ePLA/LMPA6含量的增加，体系的“剪切变稀”行为越明显。根据扫描电镜图可知，当LMPA6含量为7％时，体系中出现了微纤结构，此时体系的相容性是最好的。力学性能表明LMPA6的加入在一定程度上提高了复合材料的强度和韧性，特别是当LMPA6含量为7％时，复合材料的拉伸强度(72.8Mpa)与冲击强度(5.0 KJ/m2)达到极值，与改性聚乳酸(65.7Mpa，2.8 KJ/m2)相比分别提高了10.8%和78.6%。

关键词 ：关键词：复合材料, 聚乳酸, 环氧树脂, 低熔点尼龙6, 流变行为, 增韧

Abstract：ABSTRACT An epoxy resin modified polylactic acid (ePLA) / low melting point nylon 6 (LMPA6) composites were prepared with the method of “melting extrusion—hot stretching—quenching”. The crystallization behavior, thermal, rheological and mechanical properties of the composites were studied by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), rheometer and electronical stretching machine. DSC results showed that the addition of LMPA6 changed the crystal structure of PLA and significantly changed the cold crystallization temperature and cold crystallization temperature of the composite system. Thermogravimetric analysis (TGA) results showed that the addition of LMPA6 improved the thermal stability of the ePLA / LMPA6 composites. Dynamic mechanical properties showed that the glass transition temperature (Tg) of the ePLA / LMPA6 composites increased as the addition of LMPA6. The rheological results showed that when the strain (γ) exceeded the critical strain (γC), the storage modulus (G') decreased nonlinearly and the “Payne” effect appeared. The composites exhibited the characteristics of non-Newtonian fluids—"shear thinning", and with the content of the ePLA/LMPA6 increased, the "shear thinning" behavior of the system was more obvious. According to the scanning electron micrograph, when the content of LMPA6 was 7%, the microfibrous structure appeared in the system, and the compatibility of the system was the best. The mechanical properties indicated that the addition of LMPA6 improved the strength and toughness of the composites to a certain extent, especially, when the content of the LMPA6 was 7%, the tensile strength (72.8Mpa) and the impact strength (5.0 KJ/m2) reached the extreme value, which were 10.8% and 78.6% higher than modified PLA (65.7Mpa, 2.8 KJ/m2), respectively.

收稿日期: 2018-09-03

基金资助:国家自然科学基金项目;贵州省“百层次”创新型人才项目

通讯作者: 鲁圣军

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李明专胡孝迎何敏于杰鲁圣军. 环氧树脂改性聚乳酸/低熔点尼龙6复合材料结构与性能的研究[J]. 材料研究学报, .

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https://www.cjmr.org/CN/Y0/V/I/0

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