聚烯烴-電紡尼龍66納米纖維復(fù)合材料結(jié)晶、界面及力學(xué)性能研究.pdf

1、靜電紡（或電紡）納米纖維由于具有較好的物理化學(xué)性能、較大的比表面積，以及在復(fù)合材料中幾乎不存在應(yīng)力集中等優(yōu)點(diǎn)，最近幾年來逐漸引起復(fù)合材料研究者的關(guān)注。但截至目前，電紡納米纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的研究主要集中在熱固性聚合物基體和無定形聚合物基體體系，而對于熱塑性聚合物甚至結(jié)晶性聚合物基體的研究還鮮有報(bào)道。鑒于此，本論文首次制備了電紡尼龍66納米纖維填充的聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯）基復(fù)合材料，著重探索尼龍66納米纖維的引入對聚烯烴力學(xué)性能的

2、影響。并進(jìn)一步結(jié)合廣角X射線衍射、小角X射線散射、差示掃描量熱儀、偏光顯微鏡和掃描電子顯微鏡等表征手段，研究了尼龍66納米纖維的加入所引起的復(fù)合材料的結(jié)晶行為、結(jié)晶動(dòng)力學(xué)、復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)的變化。并從復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的改變來解釋尼龍66納米纖維對聚烯烴復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，從而明確聚烯烴/電紡尼龍66納米纖維復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系。本論文得到如下主要結(jié)論:
　　(1)較低含量的電紡尼龍66納米纖維的加入即可以同時(shí)提高聚

3、烯烴的拉伸強(qiáng)度、楊氏模量、延展性和韌性，即電紡尼龍66納米纖維也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對聚烯烴的增強(qiáng)增韌。
　　(2)電紡尼龍66納米纖維對聚烯烴結(jié)晶表現(xiàn)出較強(qiáng)的異相成核能力，可以大幅度縮短成核誘導(dǎo)期，增加體系中的成核密度，加快結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，提高結(jié)晶度和結(jié)晶長周期，加厚晶片厚度和無定形區(qū)厚度，降低微晶尺寸。復(fù)合材料結(jié)晶度的提高和晶片厚度的加大使得復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量提高，無定形區(qū)厚度的增加及晶粒尺寸的減小使得復(fù)合材料的韌性提高。與聚合

4、物片晶同處于納米尺度的尼龍66納米纖維可以較好地錨固晶片并阻礙微裂紋的擴(kuò)展，也有利于抵抗外界的應(yīng)力破壞。
　　(3)電紡尼龍66納米纖維在復(fù)合材料中表現(xiàn)出良好的分散，并且與聚烯烴基體間形成較好的界面粘結(jié)。在制備的復(fù)合材料中，聚烯烴基本穿透尼龍66納米纖維網(wǎng)絡(luò)，剛性的尼龍66納米纖維網(wǎng)絡(luò)被牢牢固定于復(fù)合材料中起到了剛性的骨架作用，因此剛性的尼龍66納米纖維在復(fù)合材料內(nèi)部能夠有效承擔(dān)外界載荷，發(fā)揮較好的力學(xué)增強(qiáng)效果。
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