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摘 要

制备共混物可以采用共混改性这一方法，本文以自制的相容剂加入到基体材料热塑性聚氨酯/尼龙6中。先将己二酸与己二胺在乙醇中合成为尼龙66盐，接着将TDI在60℃中滴定mPEG生成带有一个异氰酸根的反应物，最后将这两种化合物反应生成自制相容剂。采用熔融共混的这一方法使它们融合，制备热塑性聚氨酯/尼龙6的混合物。目的是来解决工厂每年大量的尼龙与热塑性聚氨酯废料，通过使它们共混来制备一种具有优良性能的PA6/TPU的复合材料，这种材料同时具有PA6的高强度与TPU的高弹性。本文通过红外光谱来研究基体材料之间的相互作用。基体材料通过共混改性后，性能的优良由共混物之间的相容性决定的。为了使复合材料的性能优良，本文通过添加不同量的自制相容剂，采用实验类比的方法来对比PA6/TPU材料的形态结构。将自制增容剂加入PA6/TPU复合材料中，得到PA6/TPU/相容剂复合材料，但由于复合材料中的一种单体mPEG在160℃就分解了，导致实验方案一失败了。实验方案二是用分解温度更高的乙二醇来代替了mPEG。由于疫情的原因，没有制作出合格的相容剂，但第二个方案还是具有可行性的。关键词：相容剂 共混改性 复合材料

Preparation and characterization of compatibilizer for nylon and thermoplastic polyurethane

Abstract

The method of blending modification can be used to prepare the blend. In this paper, the self-made compatibilizer is added to the matrix material thermoplastic polyurethane / nylon 6. First, adipic acid and hexamethylenediamine were synthesized into nylon 66 salt in ethanol, then TDI was titrated at 60°C to form a reactant with an isocyanate at mPEG, and finally the two compounds were reacted to make self-made compatible Agent.This method of melt blending was used to fuse them to prepare a thermoplastic polyurethane / nylon 6 mixture. The purpose is to solve a large amount of nylon and thermoplastic polyurethane waste in the factory every year. By blending them to prepare a PA6 / TPU composite material with excellent performance, this material has the high strength of PA6 and the high elasticity of TPU. In this paper, infrared spectroscopy is used to study the interaction between matrix materials. After the matrix material is modified by blending, the excellent performance is determined by the compatibility between the blends. In order to make the composite material have excellent performance, this paper compares the morphological structure of PA6 / TPU material by adding different amounts of self-made compatibilizer and adopting analogy method. The self-made compatibilizer was added to the PA6 / TPU composite material to obtain the PA6 / TPU / compatibility composite material. However, the mPEG, a monomer in the composite material, decomposed at 160 ℃, leading to the failure of the experimental scheme. The second experimental scheme is to replace mPEG with ethylene glycol with a higher decomposition temperature. Due to the epidemic situation, no qualified compatibilizer has been produced, but the second option is still feasible.

Key Words: Compatibilizer; Blend Modification; Composite Material

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 前言 2

1.2 共混的基本概念 2

1.2.1 聚合物共混的概念 2

1.2.2 共混改性的手段 2

1.3 聚合物共混表征手段 3

1.3.1 玻璃化转变温度法 3

1.3.2 红外光谱法 3

1.3.3 电镜法 3

1.3.4 浊点法 3

1.4 聚酰胺的改性研究 4

1.4.1 PA6/PE共混体系 4

1.4.2 PA/PP共混体系 4

1.4.3 PA/聚烯烃弹性体共混体系 4

1.5 热塑性聚氨酯弹性体的改性研究 5

1.5.1 TPU与PVC共混合金 5

1.5.2 TPU与POM共混合金 5

1.5.3 TPU与通用塑料的共混合金 5

1.6 尼龙/热塑性聚氨醋弹性体复合材料的展望 6

第二章 增容剂的制备与表征 7

2.1 实验背景 7

2.2 实验部分 7

2.2.1 实验原料 7

2.2.2 实验设备 7

2.2.3 实验配方 8

2.2.4 实验方法 8

2.3 结果讨论 9

2.3.1 配方一的结果讨论 10

2.3.2 配方二的结果讨论 12

2.4 结果猜想 14

第三章 PA6/TPU/相容剂复合材料的制备与性能研究 16

3.1 前言 16

3.2 实验部分 16

3.2.1 实验原料 16

3.2.2 实验设备 16

3.2.3 实验方法 17

3.3 结果与讨论 18

参考文献 19

致谢 22

第一章 绪论

1.1 前言

高分子材料的发展趋势为高性能的复合聚合物^[1]。尼龙树脂是一种具有多种功能的工程塑料，它具有耐溶剂和耐磨等优异性能，所以运用于机械制造和交通运输等许多领域，使得它受到了许多研究者的关注。通过共混改性的不断发展，高性能的复合材料逐渐变成了发展趋势。尼龙虽然具有韧性强的特点，但它有吸水性强，抗蠕变性能差的缺点，所以不能满足更高的性能要求^[2]。为了拓宽它的应用领域，许多学者对尼龙进行共混改性，来弥补它的一些缺点，从而使它运用在要求更高的领域。

热塑性聚氨酯具有作为增韧剂的功能，而被普遍关注。热塑性聚氨酯和橡胶一样具有很强的弹性优点，而其它的优点比橡胶还要多，比如抗撕裂性能与耐腐蚀性能特点且不需要硫化反应^[3]。因为它具有独特的性能，它被作为共混材料中的理想的共混改性剂。汽车行业与轻纺工业是消耗聚氨酯的主要市场。因此本文想研制出一种增容剂，使尼龙6与热塑性聚氨酯具有更好的相容性，从而使得复合材料具有更优良的性能。

1.2 共混的基本概念

1.2.1 聚合物共混的概念

共混改性有三种类型，分别为物理改性，化学改性与物理/化学改性。化学改性指的是化学反应，也可以被列为聚合物化学改性的范围。物理改性指的是两相或两相以上经过机械手段来混合，混合后没有相分离而成为均匀的物质。而物理/化学改性指的是在两相通过机械混合的时候会产生化学键或相互作用而混合均匀的过程。共混物很难形成均相体系，高聚物的均聚物中也存在非均相结构，所以均相结构聚合物的概念为一种共混物具有与均相材料一样优良性能^[4]。

1.2.2 共混改性的手段

1.熔融共混

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