废弃环氧树脂/聚酰胺复合材料的制备及性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.021

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (12): 138-142.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.021

废弃环氧树脂/聚酰胺复合材料的制备及性能研究

胡棚, 徐豪, 蔡少君()

江汉大学光电材料与技术学院，武汉 430056

收稿日期:2024-04-01 出版日期:2024-12-26 发布日期:2024-12-25
通讯作者: 蔡少君，男，副教授，从事高分子材料改性与加工成型方面工作，shaojuncai@163.com
E-mail:shaojuncai@163.com
基金资助:
湖北省大学生创新创业训练计划项目(S202211072038)

Preparation and properties of waste epoxy resin/polyamide composite materials

HU Peng, XU Hao, CAI Shaojun()

School of Optoelectronic Materials & Technology，Jianghan University，Wuhan 430056，China

Received:2024-04-01 Online:2024-12-26 Published:2024-12-25
Contact: CAI Shaojun E-mail:shaojuncai@163.com

摘要/Abstract

摘要：

针对废弃环氧树脂（EP）回收处理困难的问题，将废弃环氧树脂作为填充材料用于聚酰胺66（PA66）的改性。通过熔融挤出的方法制备马来酸酐接枝PA66（PA66⁃g⁃MAH）用于增容，得到PA66⁃g⁃MAH/EP/PA66复合材料。分别通过万能力学试验机、热重分析仪、扫描电子显微镜等仪器对复合材料进行表征，探究不同相容剂含量对复合材料力学性能、热性能以及微观形貌的影响。结果表明，相容剂的加入可以改善体系的相容性，使复合材料的拉伸强度和弹性模量有一定程度提高；3 %PA66⁃g⁃MAH/20 %EP/PA66复合材料的综合力学性能最好，其拉伸强度为69.2 MPa，弹性模量为678.3 MPa；相容剂加入可以提高复合材料的初始分解温度和最大分解速率所对应温度。

关键词: 废弃环氧树脂, 聚酰胺66, 马来酸酐接枝聚酰胺66, 改性

Abstract:

To address the difficulty in waste epoxy resin （EP） recycling， EP was used as a filling material for the modification of polyamide 66 （PA66）. PA66 grafted with maleic anhydride （PA66⁃g⁃MAH） was prepared as a compatibilizer through melt grafting for enhancing the compatibility between PA66 and EP. Then， PA66/EP/PA66⁃g⁃MAH compounds were prepared through melt extrusion and characterized by using universal mechanical testing machine， thermogravimetric analyzer， and scanning electron microscope. The effects of different compatibilizer content on their mechanical properties， thermal properties and microscopic morphology were investigated. The addition of PA66⁃g⁃MAH enhanced the compatibility of the compounds， resulting in an increase in the tensile strength and elastic modulus. The PA66/20 wt% EP/3 wt% PA66⁃g⁃MAH compound exhibited the optimal comprehensive mechanical performance with tensile strength of 69.2 MPa and an elastic modulus of 678.3 MPa. Moreover， the addition of PA66⁃g⁃MAH also increased the initial decomposition temperature and the temperature corresponding to the maximum decomposition rate.

Key words: waste epoxy resin, polyamide 66, maleic anhydride grafted polyamide 66, modification

中图分类号:

TQ323.6

胡棚, 徐豪, 蔡少君. 废弃环氧树脂/聚酰胺复合材料的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(12): 138-142.

HU Peng, XU Hao, CAI Shaojun. Preparation and properties of waste epoxy resin/polyamide composite materials[J]. China Plastics, 2024, 38(12): 138-142.

图/表 10

样品编号	质量份数/%
样品编号	PA66	EP	PA66⁃g⁃MAH
1^#	90	10	0
2^#	80	20	0
3^#	70	30	0
4^#	90	10	3
5^#	80	20	3
6^#	70	30	3
7^#	90	10	5
8^#	80	20	5
9^#	70	30	5
10^#	90	10	10
11^#	80	20	10
12^#	70	30	10

表1 PA66⁃g⁃MAH/EP/PA66复合材料制备配方

Tab.1 Preparation formula of PA66⁃g⁃MAH /EP/PA66 composite

图1 EP粉末的偏光显微镜图片

Fig.1 Polarizing microscope image of EP

图2 PA66和EP/PA66复合材料的熔体形态

Fig.2 Melt morphology of PA66 and EP/PA66 composite

图3 EP/PA66复合材料拉伸强度变化曲线

Fig.3 Tensile strength curve of EP/PA66 composite material

图4 EP/PA66复合材料弹性模量变化曲线

Fig.4 Elastic modulus curve of EP/PA66 composite material

样品	断裂伸长率/%
样品	纯PA66	10 %EP	20 %EP	30 %EP
无相容剂	27.8	7.5	6.0	5.7
3 %相容剂	⁃⁃	7.5	7.0	6.9
5 %相容剂	⁃⁃	8.1	6.7	6.6
10 %相容剂	⁃⁃	6.7	7.3	5.8

表2 EP/PA66复合材料的断裂伸长率

Tab.2 Elongation at break of EP/PA66 composite

图5 EP/PA66复合材料TG曲线

Fig.5 TG curves of EP/PA66 composite materials

图6 PA66⁃g⁃MAH/EP/PA66复合材料的初始分解温度和最大分解速率所对应温度变化曲线

Fig.6 The change curves of the initial decomposition temperature and the temperature corresponding to maximum decomposition rate of PA66⁃g⁃MAH/EP/PA66 composite materials

图7 EP/PA66复合材料的截面SEM照片

Fig.7 SEM of the EP/PA66 composites

图8 PA66⁃g⁃MAH/EP/PA66复合材料的截面SEM照片

Fig.8 SEM of the PA66⁃g⁃MAH/EP/PA66 composites

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