不同粒径尺寸MoS2对PA10T的非等温结晶行为影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.002

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (4): 8-13.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.002

不同粒径尺寸MoS₂对PA10T的非等温结晶行为影响

刘欣磊¹(), 韦联川¹, 张伟臻¹, 李源¹, 张琦¹, 庄毅¹^,², 张师军¹^,²()

^1.中石化（北京）化工研究院有限公司，北京 100013
^2.中国石油化工集团公司，北京 100728

收稿日期:2024-08-25 出版日期:2025-04-26 发布日期:2025-04-23
通讯作者: 张师军（1962-），男，教授级高级工程师，主要从事合成树脂及聚合物复合材料开发方面研究，zhangsj.bjhy@sinopec.com
E-mail:liuxinl.bjhy@sinopec.com;zhangsj.bjhy@sinopec.com
作者简介:刘欣磊（1999-），男，硕士研究生，现从事高温聚酰胺改性等方面研究，liuxinl.bjhy@sinopec.com

Effect of particle size of MoS₂ on non⁃isothermal crystallization behavior of Polyamide 10T

LIU Xinlei¹(), WEI Lianchuan¹, ZHANG Weizhen¹, LI Yuan¹, ZHANG Qi¹, ZHUANG Yi¹^,², ZHANG Shijun¹^,²()

^1.SINOPEC （Beijing） Research Institute of Chemical Industry Co，Ltd，Beijing 100013，China
^2.SINOPEC Group，Beijing 100728，China

Received:2024-08-25 Online:2025-04-26 Published:2025-04-23
Contact: ZHANG Shijun E-mail:liuxinl.bjhy@sinopec.com;zhangsj.bjhy@sinopec.com

摘要/Abstract

摘要：

将不同粒径尺寸的二硫化钼（MoS₂）通过熔融共混法填充到半芳香族高温聚酰胺10T（PA10T）中，制备了PA10T/MoS₂复合材料。采用差示扫描量热法（DSC）研究了PA10T及其复合材料在不同降温速率下的非等温结晶行为，对比了不同粒径尺寸MoS₂对PA10T的结晶行为影响，采用Jeziorny法和Mo法分别研究PA10T及其复合材料的非等温结晶过程，采用Kissinger法计算PA10T及其复合材料的非等温结晶活化能。结果表明，PA10T本身结晶速率快、结晶时间短。MoS₂填充PA10T后，结晶温度范围变大，半结晶时间延长，结晶速率减缓，且纳米级MoS₂在PA10T结晶过程中克服的潜在势垒所需能量更低。采用Jeziorny法和Mo法研究结果都得到MoS₂的粒径尺寸对PA10T非等温结晶速率影响不显著。在一定范围内的降温速率下，PA10T加工成型过程可以采用纳米级或微米级MoS₂填充PA10T作为调控其结晶速率的有效手段。

关键词: 半芳香族聚酰胺, 聚对苯二甲酰癸二胺, 填料, 二硫化钼, 非等温结晶, 差示扫描量热法

Abstract:

Polyamide 10T （PA10T）/MoS₂ composites were prepared by incorporating MoS₂ into semi⁃aromatic polyamide PA10T through melt blending. Differential scanning calorimetry （DSC） was conducted to study the non⁃isothermal crystallization behavior of PA10T and its composites at different cooling rates. The effect of particle size of MoS₂ on the crystallization behavior of PA10T was investigated. The non⁃isothermal crystallization kinetics of PA10T and its composites was studied by using the Jeziorny's and Mo's methods， and their non⁃isothermal crystallization activation energy was calculated by using Kissinger’s method. The results indicated that the crystallization rate of PA10T was fastened and its crystallization time was shortened. After being filled with MoS₂， the PA10T composites demonstrated a larger crystallization temperature range， an extended half⁃crystallization time， a slowed crystallization rate， and a lower potential barrier required for nanoscale MoS₂ to overcome in the crystallization process of PA10T. The analysis results obtained from the Jeziorny's and Mo's methods indicated that the MoS₂ with different particle sizes had no significant effect on the non⁃isothermal crystallization rate of PA10T. In a certain range of cooling rates， incorporating nanometer or micron MoS₂ into PA10T can be adopted as an effective means to control the crystallization rate of PA10T in its processing.

Key words: semi-aromatic polyamide, poly（decamethylene terephthalamide）, filler, molybdenum disulfide, non-isothermal crystallization, differential scanning calorimetry

中图分类号:

TQ323.6

刘欣磊, 韦联川, 张伟臻, 李源, 张琦, 庄毅, 张师军. 不同粒径尺寸MoS₂对PA10T的非等温结晶行为影响[J]. 中国塑料, 2025, 39(4): 8-13.

LIU Xinlei, WEI Lianchuan, ZHANG Weizhen, LI Yuan, ZHANG Qi, ZHUANG Yi, ZHANG Shijun. Effect of particle size of MoS₂ on non⁃isothermal crystallization behavior of Polyamide 10T[J]. China Plastics, 2025, 39(4): 8-13.

图/表 10

图1 不同降温速率下PA10T及其复合材料非等温结晶曲线

Fig.1 Non⁃isothermal crystallization curves of PA10T and its composites at different cooling rates

样品	降温速率/ ℃·min^-1	T_o/℃	T_p/℃	T_e/℃	t_1/2/ min
PA10T	5	282.6	279.7	276.4	0.6
	10	279.3	276.1	272.0	0.4
	20	274.7	271.1	266.0	0.2
	40	268.7	263.9	256.0	0.1
PA10T⁃MoS₂⁃1	5	286.1	281.4	277.2	0.9
	10	283.9	277.1	270.9	0.7
	20	279.5	271.9	264.5	0.4
	40	272.9	265.8	256.8	0.2
PA10T⁃MoS₂⁃2	5	287.2	283.1	278.0	0.9
	10	285.5	278.8	271.6	0.7
	20	281.6	273.5	265.4	0.4
	40	275.5	266.6	256.7	0.2

表1 不同降温速率下PA10T及其复合材料非等温结晶参数

Tab.1 Non⁃isothermal crystallization parameters of PA10T and its composites at different cooling rates

图2 不同降温速率下PA10T及其复合材料的相对结晶度⁃温度曲线

Fig.2 Relative crystallinity⁃temperature curves of PA10T and its composites at different cooling rates

图3 不同降温速率下PA10T及其复合材料的相对结晶度⁃时间曲线

Fig.3 Relative crystallinity⁃time curves of PA10T and its composites at different cooling rates

图4 不同降温速率下PA10T及其复合材料lg｛-ln［1-X（t）］｝⁃lgt曲线

Fig.4 PA10T and its composite lg｛-ln［1-X（t）］｝⁃lgt curve at different cooling rates

样品	降温速率/℃·min^-1	n	Z_t	Z_c
PA10T	5	1.63	1.52	1.09
	10	1.69	3.95	1.15
	20	1.72	10.54	1.12
	40	1.76	20.70	1.08
PA10T⁃MoS₂⁃1	5	1.47	0.80	0.96
	10	1.62	1.37	1.03
	20	1.65	3.36	1.06
	40	1.68	11.06	1.06
PA10T⁃MoS₂⁃2	5	1.45	0.77	0.95
	10	1.69	1.29	1.03
	20	1.72	3.16	1.06
	40	1.71	8.65	1.06

表2 基于Jeziorny法的PA10T及其复合材料非等温结晶参数

Tab.2 Non⁃isothermal crystallization parameters of PA10T and its composites based on the Jeziorny method

图5 不同降温速率下PA10T及其复合材料的lgΦ⁃lgt曲线

Fig.5 PA10T and its composite lgΦ⁃lgt curves at different cooling rates

样品	相对结晶度/%	F（T）	α
PA10T	20	1.16	1.39
	40	2.00	1.39
	60	2.83	1.42
	80	3.94	1.45
PA10T⁃MoS₂⁃1	20	2.37	1.34
	40	4.34	1.29
	60	6.10	1.29
	80	8.19	1.30
PA10T⁃MoS₂⁃2	20	2.11	1.53
	40	4.22	1.46
	60	6.22	1.44
	80	8.74	1.43

表3 基于Mo法的PA10T及其复合材料的非等温结晶参数

Tab.3 Non⁃isothermal crystallization parameters of PA10T and its composites based on the Mo method

图6 不同降温速率下PA10T及其复合材料ln（Φ/Tp2）⁃1/Tp曲线

Fig.6 PA10T and its composite ln（Φ/Tp2）⁃1/Tp curve at different cooling rates

样品	PA10T	PA10T⁃MoS₂⁃1	PA10T⁃MoS₂⁃2
∆E/kJ·mol^-1	-326.21	-337.07	-321.36

表4 基于Kissinger法的PA10T及其复合材料的结晶活化能

Tab.4 Crystal activation energy of PA10T and its composites based on the Kissinger method

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