高韌性尼龍的研究與應(yīng)用

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1、高韌性尼龍6的研究與應(yīng)用收藏鄭現(xiàn)國,李馥梅,余衛(wèi)勛(岳陽石油化工總廠研究院,湖南岳陽414014)摘　要：介紹了高韌性尼龍6工程塑料的研究進(jìn)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。關(guān)　鍵　詞：尼龍6；增韌；進(jìn)展中圖分類號：TQ323.6　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A　　文章編號：1001-9277(2002)09-0017-05尼龍6(又稱聚酰胺6,PA6)是工程塑料中開發(fā)最早的品種,也是目前聚酰胺塑料中產(chǎn)量最大的品種之一。尼龍6本身具有耐磨、耐油、自潤滑、絕緣、力學(xué)性能優(yōu)良、易成型加工、抗震吸音、耐弱酸堿等優(yōu)良的綜合性能,但普通尼龍6也存在著干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度低的缺陷,使其應(yīng)用

2、受到一定的限制,不能滿足汽車、電子、機(jī)械等行業(yè)對材料高韌性的需求。國內(nèi)外通過多種方法對普通尼龍6進(jìn)行增韌改性,增韌后的尼龍6廣泛應(yīng)用于交通、電子電器、消費(fèi)品、機(jī)械工業(yè)和其他行業(yè)。1　增韌方法尼龍6的增韌工作自20世紀(jì)70年代以來一直是尼龍改性的重要課題,美國、西歐、日本先后開發(fā)了各種牌號的高抗沖尼龍6合金。尼龍6是比較容易形成合金的樹脂,合適的相容劑是形成韌性尼龍的關(guān)鍵。表1為高分子相容劑種類及適用尼龍合金體系。表1高分子相容劑種類及適用尼龍合金體系Tab.1PolymericcompatibizersandsuitablePAalloys相容劑種類適

3、用PA合金體系PP-g-MAH,EVA,PP-g-AAPA/PP,PA/PE,PA/EPDMEPDM-g-MAH,EPR-g-MAHPA/PP,PA/PE,PA/EPDM離子聚合物PO/PA有機(jī)硅改性POPA/聚酯SMAPC/PA唑啉改性PS苯乙烯類樹脂/PASt-MAH-GMA三元無規(guī)共聚物PA/PBTSEBS-g-MAPPE/PA,PP/PAPCL-S-GMAPBT/PA核殼多層結(jié)構(gòu)丙烯酸酰亞胺聚合物PO/PA,PA/PCPOE-g-MAHPA/PE,PA/PPEt-MAH-EA三元共聚物PA/PC,PPE/PA主鏈為EGMA,支鏈為乙烯共聚物系列

4、PA/PPV,PA/PE,PE/ABS,PP/ABS主鏈為酸,環(huán)氧改性丙烯酸樹脂PA/ABS(AS)支鏈為乙基聚合物PA/ABS,PA/PPE,PA/PS高韌尼龍6合金的獲得主要有以下三種途徑：一是通過與聚烯烴及彈性體共混；二是摻混高韌性工程塑料；三是無機(jī)粒子增韌。1.1　聚烯烴、彈性體增韌尼龍6與非極性或弱極性的聚烯烴、彈性體共混可以改善韌性。但尼龍6帶有強(qiáng)極性的酰胺基團(tuán),與聚烯烴、彈性體的相容性差,導(dǎo)致合金的韌性下降。解決相容性的方法有兩種：一種方法是尼龍6中加入單體熔融接枝聚烯烴或彈性體,單體一般為帶羧基官能團(tuán)的馬來酸酐(MAH)、甲基丙烯酸縮水

5、甘油醇(GMA)；另一種是加入一種能同聚烯烴或彈性體相容的、帶有活性基團(tuán)(如環(huán)氧基)的第三組分,反應(yīng)基團(tuán)可以和尼龍6分子末端的胺基實(shí)現(xiàn)反應(yīng)性相容。1.1.1　尼龍6/聚烯烴通過與聚烯烴共混可提高尼龍6的低溫、干態(tài)下的沖擊強(qiáng)度并降低其吸濕性。楊明山等人的研究表明當(dāng)MAH的接枝率為2.3%時(shí),尼龍6/PP-g-MAH合金的沖擊強(qiáng)度得到大幅的提高,吸濕性大大降低。當(dāng)PP-g-MAH在共混合金中含量為30%左右時(shí),可獲得超韌性尼龍6材料[1]。王偉等人用HDPE-g-MAH與尼龍6密煉混合后,所得合金在當(dāng)HDPE的用量為總用量的1/3時(shí),其缺口沖擊強(qiáng)度比純尼龍

6、6高2.4倍[2]。吳培熙發(fā)現(xiàn)當(dāng)LDPE-g-MAH在尼龍6共混物中含量達(dá)40%時(shí),干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度提高了7~8倍。接枝HDPE除了在干態(tài)沖擊強(qiáng)度方面稍差于LDPE外,其它方面都表現(xiàn)出更令人滿意的效果[3]。1.1.2　尼龍6/EPDM1976年,美國DuPont公司用EPDM改性尼龍,首先開發(fā)了超韌尼龍ZetelST。通過EPR、EPDM等接枝MAH來改善聚烯烴彈性體與尼龍6的界面粘接性,所制得合金沖擊強(qiáng)度基本在1000J/m左右[4]。宋宏等開發(fā)出采用PE-g-MAH為相容劑的超韌尼龍6/EPDM合金[5]。XuehuiWang等研究了環(huán)氧化EP

7、DM（eEPDM)和尼龍6的反應(yīng)擠出體系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)尼龍6/eEPDM(76/24)體系沖擊強(qiáng)度為純尼龍6的18倍,主要原因是環(huán)氧化基團(tuán)能與尼龍6末端基團(tuán)形成接枝共聚物[6]。荷蘭Stamicarbon公司將尼龍6與EPDM、SMA(MA含量14%)共混,結(jié)果表明尼龍6/EPDM/SMA(68∶22∶10)合金沖擊強(qiáng)度比純尼龍6提高了14倍,且熱變形溫度也有所提高[7]。1.1.3　尼龍6/SBS近年來,采用SBS接枝MA的方法改善尼龍6/SBS合金界面粘接性的研究引起了廣泛的注意。采用接枝的方法,在SBS分子鏈上引進(jìn)羧基等活性基團(tuán)形成接枝共聚物,就可在

8、熔融共混時(shí)與尼龍6的胺基發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而大大改善兩相間的界面親和力和兩組分間的相容性。SBS