MC尼龙／纳米MgO复合材料的制备与性能
徐久升
摘要：采用硫酸铵和碳酸氢铵以及轻烧MgO粉为原料，利用液相沉淀法制备高纯纳米级MgO。同时对纳米MgO进行表面改性，使其可以更好地分散在MC尼龙基体中。将改性后的纳米MgO，以氢氧化钠为催化剂，甲苯二异氰酸酯为活化剂对MC尼龙进行单体浇铸，制得MC尼龙／MgO复合材料。结果表明，经纳米MgO粒子改性后的MC尼龙，其冲击强度和拉伸强度比纯MC尼龙都有所提高，具有增韧和增强的双重效果。
关键词：MC尼龙；MgO；改性；力学性能
PreparationandPropertiesofMCNylon／NanoMgOCompositesbySituPolymerization
XuJiusheng
Abstract：Methodofpreparinghigh-puritynanoMgObyliquid-phasedepositionusingammoniumsulfate，ammoniumbicarbonateandlight-bumedMgOpowderwasintroduced，andthenanoMgOsurfacewasmodifiedinordertoattainabetterdispersionintheMCnylon.Meanwhile，MCnylon／nanoMgOcompositeswereemployedusingsodiumhydroxideascatalyst，toluenediisocyanate(TDI)asactivatorandmodifiednanoMgO.TheresultsshowthatbothimpactstrengthandtensilestrengthoftheMCnylonmodifiedbynanoMgOparticlesarehigherthanthoseofpureMCnylon，whichexhibitedanincreasesintheaspectsofstrengthandtoughness.
Keywords：MCnylon；magnesiumoxide；modification；mechanicalproperty
目前，高分子／无机纳米复合材料的制备主要是通过溶胶–凝胶法、插层法、熔融共混法和原位聚合法等进行。其中，原位聚合法是指首先使纳米尺度的无机粉体在单体中均匀分散，然后用类似于本体聚合的方法进行聚合反应，从而得到纳米复合材料。通过这一方法，无机纳米粒子能够比较均匀地分散于高分子基体中，且所得的复合材料具有良好的加工性能。在以往的研究中，人们在聚合物／蒙脱土的原位聚合方面进行了大量的工作，而纳米MgO作为一种新型高功能精细无机材料，具有高硬度，高纯度的特点，尚未得到广泛的应用。将纳米MgO粒子的特性与聚合物本身的优良性质有机地结合起来，对于开发高性能、功能化的材料具有重要的意义。笔者以辽宁海城产的轻烧MgO粉为原料，采用液相沉淀法制备高纯纳米级MgO，对MgO进行改性，氢氧化钠为催化剂，并用甲苯二异氰酸酯(TDI)为活化剂，通过原位聚合过程制备了MC尼龙／MgO杂化材料，对不同含量的MgO对MC尼
龙的力学性能影响进行了研究。
1实验部分
1．1主要原材料
己内酰胺：工业级；轻烧MgO：工业级；氨水、氢氧化钠：分析纯；TDI：工业品；硫酸铵：分析纯。
1．2仪器及设备
平板硫化仪：XLB型；傅立叶变换红外光谱仪：NICOLET–560型；电脑式热变形温度试验机：GT–HV2000W型；集热式恒温加热磁力搅拌器：DF–101S型；扫描电子显微镜(SEM)：JSM–63603LV型；X射线衍射仪：D8–Advance型。
2结论
在MC尼龙中加入纳米MgO粒子，成功地制备了MC尼龙／纳米MgO复合材料，可在MC尼龙中引入交联结构，从而降低复合材料的结晶度和内应力，减少复合材料的缺陷。在所研究的用量范围内，不同含量的纳米MgO的添加可在一定程度上改善MC尼龙的力学性能，其中当MgO质量分数为0.1%时，MC尼龙／MgO复合材料的冲击强度比MC尼龙基体增加了8.7%。当MgO质量分数为0.3%时，拉伸强度达到最大值，比纯MC尼龙拉伸强度提高了9.9%。而MC尼龙／MgO复合材料的断裂伸长率、吸水率随着MgO用量的增加而逐渐减小，维卡软化温度则逐渐上升。
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