Effect of POSS on morphology, thermal and mechanical properties of polyamide 6

Polyamide nanocomposites with different octakis(dimethylsiloxy, 3-glycidoxypropyl)octasilsesquioxanes (POSS) contents (0.5, 2, 4 wt. %) were obtained during melt blending. SEM results showed that POSS are uniformly dispersed in polyamide 6 matrix (Fig. 1). FT-IR and DSC analysis indicated that the addition of POSS promotes modifications of the polyamide crystal structure, which consist of the progressive development of a crystals and significant increase in the glass transition temperature, crystallization temperature and the crystallization rate of the polyamide 6 (Figs. 2 and 3, Tab. 1). Tensile tests, performed on dried samples, revealed that strength and elongation at break were appreciably modified by the presence of POSS (Fig. 4, Tab. 2). Compared with the neat polyamide 6, the impact strength of PA 6/POSS composites is enhanced (Tab. 2). Dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) demonstrated that both the storage modulus (G') and relaxation temperatures (Ta, Tb and Tg), especially glass transition temperature (Ta) of the PA6/POSS composites significantly increased (Fig. 5, Tab. 3).

---

Nanokompozyty poliamidu 6 z różną zawartością oktakis(dimetylosiloksy, 3-glicydoksypropylo)oktasilseskwioksanu (0,5; 2; 4 % mas.) otrzymano w procesie przetwórstwa. Mikrofotografie SEM wykazały równomierny stopień zdyspergowania POSS w osnowie poliamidu 6 (rys. 1). Za pomocą metod FT-IR i DSC stwierdzono, że dodatek POSS modyfikuje strukturę krystaliczną poliamidu, w wyniku utworzenia fazy krystalicznej a następuje istotny wzrost temperatury zeszklenia i krystalizacji oraz szybkości krystalizacji poliamidu 6 (rys. 2 i 3, tab. 1). Ocena właściwości mechanicznych nanokompozytu (wysuszonych próbek) wykazała istotny wpływ POSS na naprężenie i wydłużenie względne przy zerwaniu PA 6/POSS oraz wyraźny wzrost udarności w porównaniu z właściwościami czystego poliamidu (rys. 4, tab. 2). Za pomocą dynamicznej analizy termomechanicznej (DMTA) kompozytów PA 6/POSS stwierdzono znaczący wzrost modułu zachowawczego (G‘) i temperatury przejść relaksacyjnych (Ta, Tb and Tg), a w szczególności temperatury zeszklenia (Ta) (rys. 5, tab. 3).