研究目的
研究双轴取向对聚酰胺6-66-蒙脱土-纳米二氧化硅纳米复合薄膜的力学性能、光学性能和收缩率的影响。
研究成果
双轴拉伸使材料在纵向(MD)和横向(TD)具有均衡的力学性能及相同的收缩率,而单轴拉伸虽增强MD方向性能但会降低TD方向性能。拉伸作用会因填料纳米结构的拉长导致光学透光率下降、雾度增加。纳米填料通过抑制聚合物链段运动来减少热收缩。这些发现为改进包装用聚合物纳米复合薄膜提供了理论依据。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的拉伸测试及特定材料组分;其结果可能无法完全适用于工业生产过程或其他纳米复合材料体系。潜在的优化方向包括探索不同的拉伸条件或填料类型。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过流延法制备PA6-66–MMT–NS纳米复合薄膜,并采用实验室双轴拉伸机进行单轴或双轴拉伸,以研究其对微观结构和性能的影响。研究方法包括透射电镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)、广角X射线散射(WAXS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉伸测试、热收缩测量和光学性能分析。
2:样品选择与数据来源:
样品由PA6-66、MMT和NS材料按特定重量比(95份PA6-66、3份MMT、2份NS)制备,数据来自这些薄膜的实验测量。
3:MMT和NS材料按特定重量比(95份PA6-3份MMT、2份NS)制备,数据来自这些薄膜的实验测量。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括同向双螺杆挤出机、流延挤出机、实验室双轴拉伸机、透射电镜(JEOL 1230)、差示扫描量热仪(Q20)、广角X射线散射系统(Xeuss 2.0)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 6700)、万能材料试验机(CMT-2202)和光学测试仪(WGT-S)。材料包括PA6-66(巴斯夫公司Ultramide C33)、MMT(纳诺科公司Nanomer I.34TCN)和NS(赢创工业集团Aerosil R202)。
4:0)、差示扫描量热仪(Q20)、广角X射线散射系统(Xeuss 0)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 6700)、万能材料试验机(CMT-2202)和光学测试仪(WGT-S)。材料包括PA6-66(巴斯夫公司Ultramide C33)、MMT(纳诺科公司Nanomer I.34TCN)和NS(赢创工业集团Aerosil R202)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:粒料经双螺杆挤出机共混后流延成膜,在120°C下按指定比例(如单轴3×1、双轴3×2)拉伸,160°C退火后,通过多种技术分析纳米结构、结晶度、取向度、力学性能、光学性能和热收缩率。
5:双轴3×2)拉伸,160°C退火后,通过多种技术分析纳米结构、结晶度、取向度、力学性能、光学性能和热收缩率。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用结晶度计算公式(Xc = ΔHf / [(1-ψ)ΔHf^0])和热收缩率公式(Shrinkage = (Li - Lf)/Li × 100%),拉伸测试中通过多次重复实验进行统计分析。
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transmission electron microscope
JEOL 1230
JEOL
Examining the nanostructure of samples.
-
Fourier transform infrared spectrometer
Nicolet 6700
Thermo Electron Co.
Measuring FTIR spectra to analyze molecular orientation.
-
corotating twin extruder
Compounding the polymer and nano?llers into pellets.
-
casting extruder
Extruding the melt to form cast films.
-
laboratory biaxial stretcher
Stretching the films uniaxially or biaxially.
-
differential scanning calorimeter
Q20
TA Instruments Co.
Recording DSC scans to analyze thermal properties.
-
wide-angle X-ray scattering system
Xeuss 2.0
Xenocs SA
Performing WAXS measurements to study crystal orientation.
-
universal material tester
CMT-2202
SUNS Co.
Conducting tensile tests to measure mechanical properties.
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optical tester
WGT-S
Shanghai Precision and Scientific Instrument Co.
Measuring transmittance and haze of films.
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