“納米”這一概念的提出，引發(fā)了人類新的認(rèn)知革命。當(dāng)前，在眾多的領(lǐng)域中均廣泛使用納米技術(shù)。而作為納米科技基礎(chǔ)的納米材料，尤其是復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)良，加之其性能的可設(shè)計(jì)性，使之成為國(guó)內(nèi)外最熱門的研究領(lǐng)域之一。

基于聚酰胺－6(PA6)產(chǎn)生的聚合物納米復(fù)合材料，為塑料這一大家所熟知的傳統(tǒng)材料提出了全新的概念。PA6無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料將無(wú)機(jī)材料與PA6結(jié)合，性能得到優(yōu)化和互補(bǔ)，是PA6納米塑料的主要發(fā)展方向之一。納米粒子完全擴(kuò)散在復(fù)合材料中，樹脂和層狀硅酸鹽間形成較強(qiáng)氫鍵，材料的力學(xué)性能得到很大改善。PA6由于自身的剛度和強(qiáng)度成為一種最廣泛使用的工程聚合物。

通過對(duì)研究PA6的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理，進(jìn)一步明確PA6納米復(fù)合材料的類型和制備方法，對(duì)PA6納米復(fù)合材料的力學(xué)性能、阻燃性能、結(jié)晶度及熱穩(wěn)定性等性能的改善進(jìn)行總結(jié)，以期待為后面PA6復(fù)合材料方面的研究提供更為完整的參考依據(jù)。

1.原位聚合法

原位聚合法是一種制備高分子納米復(fù)合材料的高效的方法，是把反應(yīng)單體與催化劑加入分散相或連續(xù)相，之后直接原位聚合的方法。應(yīng)用這種方法制備PA6/粘土混雜材料，要追溯到1987年，隨后，更多性能優(yōu)良PA6/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的出現(xiàn)，皆是采用原位聚合法。

李忠通過雙螺桿熔融擠出法研制了PA6/SiO₂/木粉雜化納米復(fù)合材料。PA6的α晶型可通過SiO₂/木粉雜化材料轉(zhuǎn)變?yōu)棣镁停s化材料量為25wt．%時(shí)，新復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到59.7MPa、87.9MPa，較純PA6分別提高了23.3%和59.8%。羅立善等設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)研究了雙螺桿擠出工藝中擠出溫度、螺桿的轉(zhuǎn)速和產(chǎn)量等參數(shù)對(duì)PA6/PA66復(fù)合材料性能的影響。研究表明，在擠出溫度265℃、螺桿轉(zhuǎn)速520r/min、產(chǎn)量520kg/h時(shí)，制得的復(fù)合材料性能最好，其彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度可達(dá)221MPa和156.8MPa。楊小燕等用研制了蒙脫石/PA6復(fù)合材料，此新材料的力學(xué)性能均隨著蒙脫石加入而明顯提高，且最合適的蒙脫石加入量為4%。

PA6復(fù)合材料的阻燃性也是其重要性能之一，提高其阻燃性可以大大擴(kuò)展應(yīng)用范圍。采用同樣的方法，何穎等將材料經(jīng)雙螺桿擠出之后，經(jīng)冷卻、造粒，制備了LGF/PA6復(fù)合材料。然后協(xié)同Sb₂O₃與BPS混合，制得由鹵素阻燃長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)的新型復(fù)合材料BPS/LGF/PA6。對(duì)其性能研究表明BPS與Sb₂O₃可以提高復(fù)合材料的阻燃性。當(dāng)增強(qiáng)基含量16wt%時(shí)，復(fù)合材料阻燃等級(jí)可達(dá)FV－0級(jí)。段學(xué)召等將PA6、PP、阻燃劑和蒙脫土熔融共混，制得PP/PA6復(fù)合材料。材料的阻燃性能及力學(xué)性能均隨蒙脫土的增加而提高，當(dāng)蒙脫土加入量為·時(shí)，材料綜合性能最好。

2.熔融插層法

許多種無(wú)機(jī)粒子可以被均勻分散到 PA6 基體中，更加容易剝離和插層，故熔融法插層法也常被應(yīng)用于制備 PA6 納米復(fù)合材料。近些年有關(guān)LDHs /PA6 納米復(fù)合材料的報(bào)道較多。

Mallick 等有報(bào)道表明納米粘土和馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯對(duì)尼龍 6 /高密度聚乙烯(HDPE) 共混體系的形態(tài)特性具有協(xié)同效應(yīng)。在共混物中，納米粘土的加入提高了尼龍 6 納米復(fù)合材料的總體性能，特別是在接口。同時(shí)，改進(jìn)了在各相之間的界面粘合。Wang 等使用四種類型的復(fù)合序列制備有機(jī)膨潤(rùn)土填充尼龍/聚丙烯 /馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(MAPP) 材料。因?yàn)樗凶詈玫挠袡C(jī)粘土的分散體，PA6 /有機(jī)粘土母粒法產(chǎn)生最小平均域，PA6 與 MAPP 的接枝達(dá)最大量，有機(jī)粘土被定位在界面處，水滴被有效地穩(wěn)定，防止液滴聚結(jié)。

干摩擦?xí)r摩擦系數(shù)高是限制 PA6 應(yīng)用的一大缺點(diǎn)，然而對(duì)其摩擦行為的研究較少，改善其摩擦性能也是擴(kuò)展 PA6 應(yīng)用范圍的重要途徑。謝瑩等對(duì) GF /PA6 復(fù)合材料的力學(xué)性能及摩擦性能進(jìn)行了研究，表明熔融共混方法制備的玻璃纖維GF 含量為 15% 時(shí)，GF 的增強(qiáng)效果最好，比純 PA6沖擊強(qiáng)度提高 5 倍，摩擦系數(shù)降低了 43% ，磨損量減少 33% 。而 PA6 通過被 UHMWPE 改性，再加入納米 SiO₂，可有效增加 PA6 的結(jié)晶度，提高復(fù)合材料的耐磨性，摩擦系數(shù)可降低至0.312，磨損率時(shí)0.4×10^-6 mm3 /( N.m)。

3.其他方法

原位聚合和熔融插層是制備 PA6 復(fù)合材料使用較多的方法，除此之外，還有一些方法被研究者采用，制備出性能優(yōu)良的納米復(fù)合材料。

溶膠 － 凝膠法是一種理想的制備納米材料的方法，具備以下優(yōu)點(diǎn): ( 1) 組分容易控制和優(yōu)化設(shè)計(jì)，能較容易地制備納米級(jí)粒子，甚至可制備達(dá)到分子級(jí)水平的粒子。( 2) 對(duì)反應(yīng)條件的要求不高，常溫常壓下即可完成，且易于操作和控制，而且可以把大多數(shù)活性分子引入體系中，仍可保持其原有的物理化學(xué)性質(zhì)。( 3) 材料的機(jī)械性能好。趙才賢等則結(jié)合傳統(tǒng)的溶膠 － 凝膠法與原位聚合法，利用改進(jìn)后的新原位溶膠 － 凝膠法成功研制了 PA6 /SiO₂ 納米復(fù)合材料。與其他方法相比較，該新方法合成的材料中 PA6 與 SiO₂ 的分子鏈作用被增強(qiáng)，納米粒子分布更均勻，材料中缺陷更少，儲(chǔ)能模量明顯提高，動(dòng)態(tài)力學(xué)性能優(yōu)良。

結(jié)論

開發(fā) PA6 無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料是 PA6 納米塑料的一個(gè)重要發(fā)展方向，擴(kuò)展和改善 PA6 共混物的特性，可以很大程度的擴(kuò)展其使用途徑，提高其功能化和高性能化。PA6 共混納米復(fù)合物的特性受各種因素的影響，如成分、形態(tài)、界面相互作用、納米填料、加工工藝等。通過 PA6 共混物和納米填料的結(jié)合產(chǎn)生的優(yōu)于性能應(yīng)用于各種材料的制備。

青島美泰塑膠成立于2007年，具有15年改性塑料、染色、色母生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，專注于一對(duì)一定制開發(fā)，成熟配方，確保產(chǎn)品能準(zhǔn)確匹配客戶要求。包含PC/ABS合金、無(wú)鹵阻燃工程塑料、光擴(kuò)散PC、透紅外塑料、醫(yī)療級(jí)色母等。如果您有PC/ABS合金的需求，歡迎來(lái)電咨詢，您也可以在線咨詢/留言，直接與客服進(jìn)行溝通。