论文部分内容阅读
本文研究了废弃印刷电路板非金属（N-WPCB）粉末的形貌与主要成分，并以N-WPCB粉末作为增强材料制备了PA6/N-WPCB复合材料，对复合材料的形态结构与性能进行了研究，主要包括力学性能、热性能，以及复合材料的流变行为和结晶行为。主要内容如下：（1）N-WPCB粉末的形貌及主要成分研究：利用扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪对N-WPCB粉末的形貌及主要成分进行了研究，结果表明：N-WPCB粉末主要是由玻璃纤维和环氧、酚醛等热固性树脂组成，其玻纤直径约为8μm，玻纤的长度范围为180~360μm。（2）PA6/N-WPCB复合材料的力学性能和热变形温度研究：研究发现N-WPCB粉末对复合材料的力学性能提高显著，当N-WPCB粉末含量为25%时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了33.36%、21.86%和44%，当N-WPCB粉末含量为15%时，复合材料的冲击强度提高了9.2%。对PA6/N-WPCB复合材料动态热力学性能的分析表明：N-WPCB粉末的加入使复合材料的储能模量得到大幅度提高，同时也提高了复合材料的玻璃化转变温度，使复合材料的最高使用温度得到提高。此外，N-WPCB粉末的加入提高了PA6/N-WPCB复合材料的热变形温度，当N-WPCB粉末的含量为15%时，复合材料的热变形温度提高了49.6%。（3）PA6/N-WPCB复合材料的流变行为研究：对PA6/N-WPCB复合材料的流变行为研究表明：PA6及PA6/N-WPCB复合材料均呈假塑性流体的性质，非牛顿指数随着温度或N-WPCB粉末含量的增加基本呈递增的趋势，非牛顿性减小。随着N-WPCB粉末含量的增加，PA6/N-WPCB复合材料的表观黏度呈上升的趋势。复合材料的粘流活化能呈下降的趋势，对温度的敏感性下降。（4）PA6/N-WPCB复合材料的结晶行为研究：对PA6/N-WPCB复合材料的结晶行为研究表明：尼龙6只出现一种单一的γ晶型，N-WPCB粉末加入后，PA6的晶型变为γ晶和α晶共存。N-WPCB粉末与尼龙6之间强烈的相互作用以及N-WPCB粉末的异相成核作用破坏了尼龙6的球晶结构，偏光显微镜照片中的黑十字消光现象不明显，球晶尺寸减小，数量增加，且随着N-WPCB粉末含量的增加，晶粒变细，直至消失。PA6/N-WPCB复合材料等温结晶熔融的平衡熔点随着N-WPCB粉末含量的增加呈逐渐下降的趋势，结晶时间变长，结晶速率降低。PA6/N-WPCB复合材料的非等温结晶的结晶时间变长，结晶温度降低，结晶度也变小。经典结晶动力学理论Avrami方程和Mo法分别可以很好研究复合材料的等温和非等温动力学过程，并通过拟合得到了尼龙6及其复合材料的各项结晶动力学参数。