成核剂对玻纤增强尼龙6结晶和力学性能的影响(5)
在PA6的无机非氧化物类成核剂中，研究最多的是蒙脱土类成核剂。Douwe等[15]采用XRD、TEM、和DSC研究了不同纳米蒙脱土的类型、含量及PA6的相对分子质量的混合体系，评价了上述材料的结晶性能和形态。结果表明：硅酸盐层在用熔融-挤出法制备的PA6纳米材料中的成核能力弱。在大多数PA6/纳米蒙脱土体系中分散的硅酸盐层作为杂质的作用，尤其是在蒙脱土含量较高时。此外，随着PA6/蒙脱土体系的剥离度增加，结晶生长延缓的趋势增大。而在一个弱剥离的图像中，没有观察到晶体生长延缓的现象。而且PA6的半晶堆积形态没有随着受干扰的结晶生长的改变而改变。当蒙脱土量很少或者剥离度很低，且过冷度足够大时能观察到由于蒙脱土的存在而造成的中等成核效应。
由上可知，直接用蒙脱土改性PA并不能取得良好的效果，主要是因为蒙脱土在PA熔体中的相容性不好，剥离度低，不能有效的起到成核剂的作用。因此对于蒙脱土改性PA的研究热点还集中在对蒙脱土进行改性以改善蒙脱土与PA的相容性，进而使蒙脱土起到异相成核的作用上。而改性应用最多的方法就是插层法，即在蒙脱土分子层之间插入改性剂分子，通过改性剂分子来改善蒙脱土和PA分子间的相容能力。李丹等[16]利用未改性蒙脱土和两种季胺盐改性蒙脱土与PA6混合，成功制备得到了不同结构的PA6/蒙脱土纳米复合材料。XRD和力学性能分析表明，季胺盐改性剂可以插入蒙脱土片层之间，使蒙脱土片层扩张，层间距增大。与纯PA6相比，制备得到的三种纳米复合材料的力学性能都有不同程度的提高。改性蒙脱土与PA6表现出良好的相容性，呈现出剥离型纳米复合结构。
同样的王一忠等[17]利用阳离子交换反应对蒙脱土进行了改性，使蒙脱土的层间嵌入了长链有机阳离子。将PA6和有机改性蒙脱土在双螺杆挤出机混制得了纳米复合材料，并对其性能进行了研究。结果表明：经过有机改性的蒙脱土具有良好的亲油性，其晶层在PA6基体中达到了纳米级分散，纳米复合材料中PA6的结晶行为发生了很大的变化，PA6结晶速度明显增加，球晶的尺寸减小。纳米复合材料的力学性能有了较大的提高，在人性变化不大的情况下，其拉伸强度和和弯曲强度都有了很大的提升。
（2） 氧化物成核剂
氧化物类成核剂用于尼龙的有很多，主要有纳米SiO2、ZrO2、TiO2、氧化钕、晶须成核剂等。但用于PA的氧化物类成核剂并不多，主要是SiO2、氧化钕两种。
纳米SiO2具有一些独特的性能，将纳米SiO2与其他材料复合，可以提高其断裂韧性、抗弯曲强度和耐磨性能。MCPA6是一种性能优异的工程塑料，同其他PA6相比，具有制备工艺简单、机械强度高、尺寸稳定性好等特点；然而同其他PA一样，MCPA6由于吸水率高、热变形温度低，限制了其应用范围。蔡力锋等[18]用超声波将纳米SiO2均匀分散在己内酰胺单体熔体中，然后采用阴离子开环聚合法制备纳米SiO2/MCPA6原位复合材料，采用DSC研究了MCPA6及其原位纳米复合材料的非等温结晶行为，并利用修正的Avrami方程进一步处理原位纳米复合材料的非等温结晶动力学。 结果表明，在纳米 SiO2/MCPA6 原位复合材料中，纳米SiO2对基体MCPA6的结晶有一定的成核作用，提高了其结晶速率。MCPA6及其原位纳米复合材料的非等温结晶行为对冷却速率具有很强的依赖性，随着冷却速率的降低，倾向于形成较为完善和均匀的晶体：同时，纳米 SiO2的引入提高了基体MCPA6的结晶温度。
Wang等[19]通过共混的方法制备了PA6与经过有机物处理的SiO2的复合物，XRD的结果显示经有机物处理过的SiO2有助于PA6由α-晶型向γ-晶型转变。他们用由Avrami方程推导出的Jeziorny法和由Liu等提出的方法对PA6和PA6/SiO2进行了非等温结晶的动力学分析。结果发现，当PA6得结晶度达到60wt%以上时，Jeziorny法并不适合，而Liu的方法则能应用于整个非等温结晶过程。当结晶度低于60wt%时，PA6和PA6/SiO2的结晶速度相差不大，而当结晶度接近或高于60wt%时，PA6的结晶速度则大于PA6/SiO2的结晶速度。有机改性后的SiO2的加入降低了PA6的结晶活化能因为晶型向γ-晶型的转变。