择极性较强的PA6单体己内酰胺熔体作为分散介质,这样可避免引入第三组分对原位聚合产生的影响,并利用红外光谱分析研究了纳米SiO2与己内酰胺-己内酰胺钠体系的相互作用。如图1所示：
图1 SiO2在己内酰胺-己内酰胺钠熔体中分散的动态平衡过程【3】 制备PA6 /蒙脱土(MMT)纳米复合材料主要采用插层复合法制备。插层复合法是将单体或聚合物插入层状无机物片层之间,进而将厚度1 nm左右、宽100 nm左右的片层结构基本单元剥离,使其均匀分散于聚合物基体中,从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。根据插层形式的不同,插层复合法可分为下列三种。 (1) 插层聚合法
该法首先使单体进入层状无机物片层间,然后在适当的条件下使单体原位聚合形成高分子材料。乔放【4】利用该法制备了PA6 M/ MT纳米复合材料。研究结果表明,当MMT质量分数仅为5%时,纳米复合材料的热变形温度由纯PA6的65e提高到152e,拉伸强度也由纯PA6的68. 6MPa提高到97. 2 MPa。余鼎声【5】等采用原位聚合法在260e下合成了PA6 /粘土复合物,透射电子显微镜(TEM)分析表明,其局部区域粘土晶层结构发生分离,形成厚度约为1 nm、长度为几百到几千纳米的片层。他们还采用阴离子原位聚合法制备了PA6 M/ MT混杂复合材料。广角X射线衍射(WAXD)测试表明,混杂材料中改性MMT的晶
片层间距进一步扩大,而未改性MMT熔融反应产物中MMT晶层几乎没有变化,说明混杂材料中单体已嵌入MMT层间并达到纳米水平的分散,通过TEM观察也支持这个结论。天然鳞片石墨具有优良的导电性,它与MMT一样呈层状结构。欧玉春等【6】、通过己内酰胺单体的插层和原位聚合法制备了PA6 /石墨纳米复合材料,其室温导电渗滤阈值为U*=0. 75% (体积分数),远远低于常规导电粒子填充的聚
合物基复合材料。当石墨体积分数为2. 0%时,室温电导率可达1@10-4S /cm。TEM研究表明,石墨经高温膨胀后其片层被剥离,导片状石墨粒子具有很大的径厚比,其片层厚度经原位插层聚合进一步被剥离为几十纳米,使得石墨粒子能均匀分散在PA6基体中,因而具有低渗滤阈值和高导电性能。 (2)溶液或乳液插层
该法是将聚合物溶液或乳液直接嵌入层状无机物层间以形成纳米复合材料。经常用于聚烯烃和环氧树脂等体系。如陈晓梅等[5]采用溶液插层法制备了聚丙烯/石墨导电纳米复合材料,而在PA6体系中则较少见。 (3)熔体插层
该法是将聚合物在熔融状态直接插层于层状无机物层间来制备纳米复合材料。刘立敏等【7】通过熔体插层成功地制备了PA6 M/ MT纳米复合材料,并利用DSC研究了纳米复合材料的等温结晶行为结果表明,加入少量的MMT可明显提高PA6的结晶速率,降低球晶径向生 长的单位面积表面自由能。K.Varlot【8】等将高度溶胀和轻微溶胀
的MMT与PA6进行熔融挤出造粒,并采用注塑分别制备了插层型和剥离型的纳米复合材料。利用小角X射线散射(SAXS)详细研究了MMT片层及PA6晶片的取向。结果表明MMT片层及PA6晶片的取向对纳米复合材料的力学性能有很大的影响。
插层剂对复合材料的性能影响【9】
原料：尼龙6，通用级B101，南京德尔隆塑料合金有限公司； 有机化蒙脱土，Cloisite?25A，插层剂为二甲基氢化油脂基(2-乙基)己基季铵盐，d001=1.86nm，美国南方粘土产品公司；
有机化蒙脱土，Cloisite?93A，插层剂为甲基二氢化油脂基铵盐，d 001=2.36nm，美国南方粘土产品公司；
有机化蒙脱土，Cloisite?30B，插层剂为甲基油脂基二(2-羟基)乙基季铵盐，d001=1.85nm，美国南方粘土产品公司； 抗氧剂，Irganox 1010，瑞士Ciba专业化学品公司； 助抗氧剂，Ultranox 626，美国Crompton公司。
1.尼龙6及其复合材料的热变形温度（HDT），如图2所示。【11】
图2 尼龙6及其复合材料的热变形温度
注：nylon6-25A是添加了Cloisite?25A的尼龙6纳米复合材料；nylon6-93A是添加了Cloisite?93A的尼龙6纳米复合材料；nylon6-30B是添加了Cloisite?30B的尼龙6纳米复
合材料。
由图1可以看出，与纯尼龙6相比，3种复合材料的HDT均有显著提高，其中，nylon-25A提高了53%，nylon6-93A提高了55%，nylon-30B提高了62%。HDT的提高源于蒙脱土片层与尼龙6基体间强的界面作用，这种界面作用限制了尼龙6链段的热运动。 2．力学性能 图3【12】是尼龙6及其复合材料的屈服强度。
图３是尼龙6及其复合材料的屈服强度。由图3可以看出，与纯尼龙6相比，nylon-25A提高了14%，nylon6-93A提高了14%，nylon-30B提高了12%。
图４【13】是尼龙6及其复合材料的弯曲强度。由图4可以看出，与纯尼龙6相比，nylon-25A提高了55%，nylon6-93A提高了51%，nylon-30B提高了58%。
不同分子量尼龙6的力学性能
熔融复合的纳米复合材料的TEM照片，3.0％（重量）蒙脱石（a）高分子量，（b）中分子量，c 低分子【14】
注：以上左图为不同分子量尼龙6/蒙脱石复合材料的弹性模量随蒙脱石含量的变化，