【doc】尼龙6合金的超韧新材料

【doc】尼龙6合金的超韧新材料 尼龙6合金的超韧新材料 , , 尼龙6合金的超韧新材料弓;, 付瑶金日光(北京化工大学材料与工程学院北京1(30029),—一 — ——,一 摘要由于尼龙6具有强极性的特点,所以它吸水率大,使冲击强度及弹性摸量较低,为了 改善其冲击性能,可通过尼龙6与各种弹性休去谗以提高其冲击社度及降低吸湿性. 关键词尼龙6壁兰堡盘._乖象芒l)莘}譬) GMA.I1E|UAISoFPA6ALIIYS nlYaoJinRiguang(CollegeofMaterialsscienceandEngineering. BeijingUniversityofChemicaltechnology100029) Al~etBecmIseofthestrongpolarityofPA6,s0ithashighwa【erabsorptionandlowimpacts 咖lll TheimpactstrengthofPA6callbeimprovedby. blendingitwithvariouselastomers. Kerc~ordsPA6elastomerblend 尼龙树脂的产量在五大工程塑料中居首位,约 占工程塑料总产量的1/3.尼龙树脂种类很多,具 有代表性的尼龙6,尼龙66,生产量约占尼龙工程塑 料总产量的90%以上.由于尼龙6的大分子结构 中含有大量酰胺基,但同时大分子末端为氨基和羧 基,所以是一种强极性,分子间能形成氢键且有一定 反应活性的结晶性聚合物由于尼龙6强极性的特 点,所以它吸水率大,强度及弹性模量下降,影响尺 寸稳定性和电性能.但湿态下其冲击性能有所提 高,原因是水分子的存在使尼龙6分子间的氢键相 互作用下降,分子链相对柔顺,抗冲击性提高.但是 尼龙6在干态和低温时冲击强度较低,即表现出明 显的缺口敏感性.这使得它不能满足当前高科技对 材料高性能的要求,也引发人们对其进行增韧改性. 目前众多的尼龙合金增韧方法主要有两类:一 类是通过尼龙与各种弹性体共混以提高其干态下的 冲击强度和降低吸湿性;另一类是通过尼龙与工程 塑料如PPO,ABS等共混,不仅提高了材料的冲击强 度,还可提高尼龙耐热性并改善其综合性能.不论 是何种体系,解决共混两相的相容性是首要问题. 因为存在明显的相分离的尼龙合金的力学性能不但 得不到提高,反而会降低增容剂常被用来增加非 第7期化z新 相容聚合物之间的相容性.下面重点介绍弹性体增 容尼龙的研究进展. 1聚烯烃类弹性体增韧尼龙 由于尼龙6带有极性较强的酰胺基团,与非极 性的聚烯烃类弹性体共混时,两相之间相容性较差, 相分离现象严重,导致合金冲击强度下降,所以需改 善尼龙与聚烯烃冲击改性剂之间的相容性.目前常 用的方法是将尼龙与马来酸酐接枝改性的弹性体熔 融共混挤出,以使弹性体粒子与尼龙6之间具有良 好的界面相容性,并在基体中达到一定的分散程度 和粒径大小.文献报道…1,其粒径大小一般控制在 02—0.3/zm,增韧效果最佳在熔融加工过程中, 马来酸酐官能团与尼龙的端氨基发生反应J,生成 弹性体接枝尼龙的共聚物,降低了尼龙与弹性体间 的界面张力,阻止了分散相粒子的凝聚,从而有利于 分散相粒子在尼龙基体中形成稳定,均一,细小的分 散.同时也有利于提高界面粘结力和各组分间的应 力传递,从而大大提高合金的韧性.目前这方面的 —MAH等 研究体系主要包括PA6/EPDM/EPDM—gDupont公司已将这种尼龙6合金实现商品化,其商 品名为ZytelST系列. 型材料23 Borggreve等人对弹性体增韧尼龙6作了大量研 究_3J,指出共混合金的增韧取决于弹性体的类型,用 量及分散粒子的大小.他们在对EPDM—g—AH 增韧体系研究中发现EPDM接枝前后对尼龙增韧效 果明显不同.实验表明,当弹性体中马来酸酐的接 枝率在0.3,0.5wt%范围时,弹性体就可以在尼龙 6中形成均匀良好的分散. 2苯乙烯类嵌段共聚物增韧尼龙 近年来,采用苯乙烯.(乙烯.丁烯).苯乙烯类嵌 段共聚物(SEBS)接枝马来酸酐的方法改善尼龙/ SEBS台金的相容性,从而达到增韧目的.这一体 系的两相相容仍来自马来酸酐官能团与尼龙6端氨 基的反应形成的接枝共聚物.对于SEBS增韧尼龙 体系,sEBs在基体中的形态控制是使尼龙6增韧的 关键,并与其用量有关.对于尼龙6/SEBS体系(重 量比为80/20)体系+其在基体中分散相颗粒大,冲 击强度低,对于尼龙6/SEBS/.g-MAH(80/20)体系, 分散相太细,冲击强度亦不高而对尼龙6/SEBS/ SEBS—g—MAH(80/16/4)体系,其冲击强度最高,可 达9~0J/m以上. 3"核一壳"型冲击改性剂增韧尼龙 采用乳液聚合法生产的"核一壳"共聚物作为尼 龙6的冲击改性剂是近年来尼龙增韧的一个新方 向.通常"核一壳"冲击改性剂的核由聚丁二烯或丙 烯酸丁酯橡胶组成并且部分交联,而壳可以是甲基 丙烯酸甲酯或苯乙烯的共聚物.它具有固定的颗粒 尺寸,不受共混溶融加工过程的影响.这对聚合物 的增韧很有利,因为分散相粒子的大小直接影响共 混合金的韧性.Ls] 然而尼龙基体与大多数已商业化的"核—壳"型 冲击改性剂之间缺乏相容性,此时需要用有效的化 学方法增加基体和粒子问的结合力,并要保证改性 剂粒子均匀分散一种方法是在乳液聚合的最后阶 段使壳中混入可与尼龙反应的单体,具有这种功能 的单体是甲基丙烯酸甘油酯(cMA),GMA单体接枝 到MBS核壳改性剂上,用以加强与基体间相容性; 另一种方法是加入第三种聚台物,这种聚合物必须 与"核—壳"型冲击改性剂力学相容,且可与尼龙基 体发生化学键接.具有这种作用聚合物有苯乙烯. 马来酸酐共聚物(s^IA)等. 金日光,金东吉l6等人用聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)为壳,聚丙烯酸丁酯为核的"核一壳"型共 聚物作冲击改性剂,以双酚A型环氧树脂(DGEBA) 为增容剂,制备尼龙共混合金,当DGEBA含量为 ,台金冲击强度达最大值,为lO(3OJ/m以上+为 3%时 尼龙的超韧化开辟了新的道路.本文作者采用了一 种性能价格比较高的新型聚烯烃弹性体.乙烯.1-辛 烯共聚物(POE)与马来酸酐(MAH)反应挤出接枝, 制备出POE—g—MAH,以其为增容剂,制备尼龙共 混合金,当POE—g—MAH含量为20%时,合金的冲 击强度可达745J/m.一 综上所述,用马来酸酐接枝改性的弹性体增韧 尼龙是一种有效的手段.在熔融共混挤出中,弹性 体上的马来酸酐官能团与尼龙的端氨基反应,形成 了接枝共聚物,弹性体的分散相态取决于这种接枝 共聚物的增容效果,并直接影响尼龙合金的力学性 能.为了获得优异的力学性能,必须选择适宜种类 的相容剂及用量,冲击改性剂用量以及加工条件等, 并且对共混合金的相态进行有效控制. 参考文献 MargolinaAWuS,Pdyner,1988,29:2170 吴培熙等编着,聚台物共混物改性,中国轻工业出版社,I996 B'碍,RJMandCyRJ,Pdym~,1989,30:63 hAJKe~laH帅dP日Il1DR,蹦ym,1992.33:268 Kekk~Hd.nhI.dh'~lmm,}I脚db帅ksofNRedsi9q6 金东吉,北京化工大学博士学位 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ,I996 付瑶.北京化工大学硬士学位论文.1999 5书讯々 一. 《国内外有机硅标准汇集》 中国蓝垦化学请洗总公司有关人员,经精心缩选推出了{国内外有机硅标准集》.奉{亡集收录了中,美.英,{击,俄,日等国的有关标准.其 内容基本覆盖了有机硅领域的各个方面:有机硅原辩,硅单体.硅油,硅酯,硅裱,硅粘合剂等等.该集共450页,精装奉,每车680元,适台于 有机硅生产,科研,经营等企事业单位,各大专院校,恩书馆及有关科技情报信息单 位使用 联系单位:中国蓝星化学清洗总公司地址:北京市朝阳区北土城西路9号邮编:100呛9 电话:c010)6237667862376675传真:l010)62Y/6625联亲人:李静 24化新型材料第27卷