尼龙老化机理
尼龙渔网材料的紫外光老化行为研究

尼龙渔网材料的紫外光老化行为研究余雯雯;刘永利;石建高;王磊;陈晓雪;周文博;闵明华;宋伟华【摘要】尼龙渔网又称聚酰胺渔网(PA渔网),研究利用紫外老化试验,采用傅立叶变换红外光谱仪(FI-IR)、差示扫描热仪(DSC)、力学性能、动态疲劳等测试表征分析了PA渔网材料在老化过程中结构与性能的变化规律.结果表明:红外分析谱图中各特征峰强度减弱,PA大分子链在紫外老化作用下发生了断裂,并且断裂程度随老化时间的增加而增大;热性能分析表明,PA渔网材料随着老化时间的增加,Tg呈先升高后下降,而Xc呈先下降后升高的趋势,该特征与紫外老化初期的PA分子链交联反应和后期基体内部断裂生成的小分子物质有关.力学性能分析表明,PA渔网材料的断裂强力随老化时间的增加,下降显著,当老化时间为170~400 h,强力损失率与老化时间的变化趋于线性关系.动态疲劳分析表明,紫外辐照可加速PA渔网材料的失效.【期刊名称】《渔业信息与战略》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】5页(P267-271)【关键词】尼龙渔网;紫外光老化;疲劳;结构与性能【作者】余雯雯;刘永利;石建高;王磊;陈晓雪;周文博;闵明华;宋伟华【作者单位】中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室,上海 200090;中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室,上海 200090;中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室,上海 200090;中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室,上海 200090;中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室,上海200090;中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室,上海 200090;中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室,上海 200090;浙江海洋大学水产学院,浙江舟山 316022【正文语种】中文【中图分类】S972.5聚酰胺(Polyamide, PA)具有优异的强度、耐磨、质坚、耐寒、耐热、无毒、耐腐蚀、易加工、自润滑等优点[1-3],被普遍用于渔业领域,尼龙渔网,又称聚酰胺渔网(PA渔网),常应用于流刺网、围网、深水网箱、养殖围网和其它渔具,其所制作的渔具具有较好的经济性、渔获性能和操作效率[4-7]。
尼龙护套光缆老化性能研究及使用寿命预测

2. 实验部分 2.1 材料及试样制备 本实验使用的GYTS04-24B1.3型尼龙护套光缆,由本 公司同一生产线生产出成品光缆。包括2018年、2017年、 2016年、2015年不同生产时间的光缆样品。将光缆样品 分别编号为1#、2#、3#、4#。将光缆护套料取出,按照 GB/T2951.11-2008制备哑铃试样,其中哑铃试样规格为长 75mm,端头12.5mm,中间平行宽度4mm。 2.2 加速老化试验 按照GB/T2951.12—2008进行热氧老化实验,确定老 化实验温度为100℃、120℃、140℃。在鼓风恒温烘箱中对
序项 号目
测试方法
要求
1 2 34
600N张力时:缆中光纤最大 应变≤0.01%;最大附加衰 减绝对值≤0.03dB
合 格
合 格
合 格
合 格
1
拉 伸
GB/T7424.2-2008-E1
1500N张力时:缆中光纤最 大应变<0.15%;最大附加
衰减绝对值≤0.1dB;光纤 合 合 合 合
最大残余附加衰减绝对值 格 格 格 格
式 中 : σ a为 工 作 应 力 ( G P a ) , σ p为 筛 选 应 力 (GPa),tf为光纤寿命(s),tp为筛选时的加荷时间 (s),(n)为疲劳指数,L0为求解Weibull参数时所用的 标样长度(m),L为光纤试样长度,F为断裂累积概率, m为Weibull指数,B为强度保持因子,S0为断裂强度。
≤0.03dB;护套应无目力可
尼龙老化的机理与解决方案

大家都知道,聚酰胺尼龙在光、热、氧、杂质条件下,容易发生降解。
聚酰胺易在热处理过程中发生氧化降解,从而降低相对分子质量,增加末端羧基含量,减少末端胺基含量及颜色发生变化。
这是因为聚酰胺中具有酰胺基团,它的离解能较低,分子链容易断裂,并且酰胺基团是生色基团,在紫外线下易引发聚合物的光降解;它具有较强的极性,易吸水,在高温下易发生水解,氨解和酸解,从而劣化了材料性能,导致材料的使用寿命缩短。
因此提高聚酰胺的稳定性问题一直为人们所关注,成为当前的研究热点。
尼龙的老化机理1.热氧老化高分子的热氧老化现象很普遍。
热和氧是影响聚酰胺老化降解的主要因素。
热氧老化过程中受到比如热、氧和杂质等许多因素的影响,使老化的行为和机理极为复杂。
在无氧条件下,聚酰胺还是相当稳定的,即使加热到170℃,强度也不会降低。
80℃以下,聚酰胺材料可以再空气中经受长时间的热作用,但加热到120℃以上时,强度就会迅速降低,且变化发脆。
2.光氧老化光照射(自然光、紫外光等)所引起的老化称为光氧老化。
光降解机理既有断链反应又有光化学和热过程的共同作用。
当波长小于340nm时,将发生直接的光裂解,酰胺键断开;当光波长大与340nm时,酰基生色团不再吸收光,主要是一些杂质和不规则的结构发生光反应,这时各种脂肪族尼龙的光引发没有差别;当光波长介于两者制件时(比如日光),酰基生色团与杂质和不规则的结构的光反应互相竞争,是一个双重的引发过程。
在光氧老化过程中,交联反应占主导地位,其凝胶含量和比浓粘度增加;复杂的氧化反应和材料的后期结晶使其力学强度有所升高,而冲击韧性下降。
3.应力老化应力的存在会引起材料物理化学结构的变化,影响其老化速度,从而引起其性能和使用寿命的变化。
应力作用使PA6在老化初期的蠕变急剧增加,并随着应力增大而增大,蠕变稳定时间增长。
其拉伸强度随老化时间延长先增大后下降,而断裂伸长率降至一稳定值。
单纯的应力老化对PA6的端基和分子量影响不大,其取向度和结晶度均随老化时间的延长或应力增大而升高,在一定程度上抑制了其氧化降解。
玻纤增强尼龙材料储存时间小结

玻纤增强尼龙6材料贮存时间小结1、前言聚酰胺(PA,俗称尼龙),具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。
PA的品种繁多,有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等,以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种,其中,PA6、PA66是最为常用的尼龙材料。
2、尼龙6结构介绍及老化机理尼龙6是由己内酰胺缩聚或开环聚合得到的,其长链分子的化学结构式为:H—[NH(CH2)XCO]—OH在尼龙6分子结构中位于NH基团旁的亚甲基-CH2-是最薄弱环节,在高温(大于120℃)有氧气存在情况下,氧首先攻击上述所说的-CH2-中的氢原子形成过氧化物,过氧化物在高温下很易裂解形成自由基,自由基回过头来再攻击NH基团旁的-CH2-,于是发生尼龙分子链断裂,这就是尼龙热氧降解过程。
尼龙6在高温下除了遭遇热氧降解外,还会遭受水解,水解的结果也导致尼龙分子链发生断裂。
尼龙6在熔融状态下进行加工时,尼龙6本身的降解过程是复杂的,其中既包含了热氧降解又同时有水解。
尼龙6发生断链的危险除了来自上述所说的热氧降解和水解外,还有可能来自紫外光引发的光降解。
当尼龙6暴露在300nm-400nm范围的紫外线下时,尼龙6分子链中的碳氮键会发生断裂,另外NH基团旁的亚甲基-CH2-亦会发生歧化产生自由基,二者共同作用的结果是使尼龙分子链断开,尼龙6分子量下降。
由于尼龙6材料容易受到湿度、温度、紫外线、水分等环境因素的影响,而发生热氧降解,水解抑或光降解等,导致尼龙6分子量的减少,进而导致尼龙6材料强度急剧下降,同时韧性损失,性能劣化。
降低了尼龙6材料使用的安全性和使用寿命,甚至导致事故,对尼龙6材料进行抗热氧等老化改性研究是开发其适应材料发展新要求的首要任务。
尼龙老化变脆原因

尼龙老化变脆原因1. 尼龙老化变脆,温度可是个大问题呀!就像夏天里被暴晒的冰淇淋,很容易就化了。
你想想,尼龙要是长时间处在高温环境下,能不变脆吗?比如在炎热的仓库里放久了的尼龙制品。
2. 湿度也不能小瞧啊!这就好比一块饼干放在潮湿的地方会变软,而尼龙在高湿度环境下却会老化变脆呢!像那些长期处在潮湿地下室的尼龙物件,不就容易出问题嘛。
3. 光照也会搞破坏呀!这不就像人的皮肤被太阳晒久了会变差一样,尼龙被强光照射久了也会老化变脆呢。
比如一直放在窗边被阳光直射的尼龙窗帘。
4. 化学物质的影响可大了去了!这就如同给鲜花浇上了毒药,能好吗?像一些有腐蚀性化学物质的地方,尼龙在那能不老化变脆吗?比如工厂里的一些环境。
5. 长时间的使用也是个原因呢!就好像一辆车开久了会磨损一样,尼龙一直被用啊用,能不老化变脆吗?像天天被拉扯的尼龙绳。
6. 尼龙本身的质量也很关键呀!要是本身就不咋地,那还能指望它多耐用?这就跟买了个质量差的玩具,没玩几下就坏了一个道理嘛。
比如一些便宜但质量不行的尼龙制品。
7. 有没有受到外力的冲击呢?这就像人被重重地打了一拳,能不受伤吗?尼龙要是经常被撞击啥的,也会老化变脆啊,像总是被磕碰到的尼龙工具。
8. 环境的不稳定性也是因素之一呀!一会儿冷一会儿热,尼龙能受得了吗?这就好像人一会儿在冰窖一会儿在火炉,肯定不舒服呀。
比如一会儿在室外一会儿在温差大的室内的尼龙制品。
9. 缺乏保养也不行啊!你不照顾它,它能好好的吗?就像不保养皮肤会变差一样,尼龙不保养也会老化变脆呀,像从来没被打理过的尼龙制品。
10. 外界的污染也会伤害尼龙呀!这就好像干净的脸上被抹了脏东西,能好吗?比如处在污染严重环境中的尼龙物件,肯定容易老化变脆啦!我觉得呀,要想避免尼龙老化变脆,就得注意这些方方面面,好好保护和使用尼龙制品才行!。
尼龙老化机理

注:本网转载内容均注明出处,转载是出于传递更多信息之目的,并不意味着尼龙老化的机理中国聚酯网时间:2007-11-16 8:58:53 阅读次数:713 推荐:中国化纤网工程塑料网繁体简体在加工和使用过程中,由于热、紫外线、氧及大气中的湿气等因素而引起老化。
尼龙在成型温度附近(>170℃)发生一系列的热解反应,生成水、CO2, CO、烃与少量环戊酮等。
一般认为发生了如下的反应:1、交联反应jl.jpg2、降解反应jj.jpg由于C-N键的键离能低(仅为275.88kJ/mol),所以受热时首先使酰胺键发生断裂,生成环戊酮、CO和C02等。
此外,不仅酞胺键CO-NH可以断裂,CHZ-CO键亦可以断裂。
由于聚合物主链被切断,而引起分子量的降低,使制品各项性能下降,引起老化。
水是加速尼龙老化的一个因素,它可以引起酞胺键水解,接着引起脱除CO,反应:3.jpg氧是加速尼龙老化的重要因素,尼龙在空气中加热,其颜色迅速变黄,氧将引起尼龙的结构发生变化:4.jpg尼龙在光的作用下也将发生脆化、变黄。
这是由于尼龙对小于350nm的短波紫外线敏感,350nm紫外线对应的能量远比C-N , C-C键能大,易于将主链切断。
氧的存在,促使尼龙66光老化特别严重,生成双酮或双醛之类的二拨基化合物,它是尼龙变黄的中间生成物。
在光的作用下,尼龙断链的同时,也产生了交联。
综上所述,光、热、氧、水份是尼龙老化的主要因素,尼龙大分子链中的酞胺键和端基易于发生老化反应一降解和交联同时伴随发生。
汽车用增韧尼龙6的热氧老化研究发布日期: 2009-10-22 阅读: 1544 次字体:大中小双击鼠标滚屏随着世界能源形势的日益严峻,节能环保的要求已经深人到国民经济各个领域。
在汽车工业领域,以塑代钢、轻量化是汽车节能环保、减排的重要措施。
根据测算,汽车每降低1 kg的质量,每使用100 L汽油可以多行驶1 km。
工程塑料以其质轻、耐磨、耐腐蚀等优点,越来越多地应用于汽车零部件。
如何提高浅色尼龙的耐候性

编号:01612 日期;2020-04-17 作者:莫妮卡如何提高浅色尼龙的耐候性?
尼龙的英文名称是Polyamide(简称PA),是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称,包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。
其中,脂肪族PA品种多,产量大,应用广泛。
尼龙是最重要的工程塑料,产量在五大通用工程塑料中居首位。
耐候性是指塑料制品因受到阳光照射,温度变化,风吹雨淋等外界条件的影响,而出现的褪色,变色,龟裂,粉化和强度下降等一系列老化的现象。
其中紫外线照射是促使塑料老化的关键因素。
怎样变成耐候性尼龙
在PA中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂,这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强,但是成型加工时会影响下料和磨损机件。
因此,需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合,聚酰胺分子链上的重复结构单无是酰胺基的一类聚合物。
总之,耐候尼龙的产品广泛用于高铁部件,航空器件,汽车发动机进气歧管,散热器水室部件,发动机罩盖,冷却风叶扇,汽车外门把手,电子接插件,接线端子,冰鞋支架,线圈骨架,纺织配件,电动工具外壳,尼龙扎带,铁路器材,齿轮,轴承保持架,电源电器开关插座,及休闲运动器材等领域通过上述改进,实现尼龙复合材料的高性能化与功能化,进而促进相关行业产品向高性能、高尼龙质量方向发展。
尼龙是如何变脆的原理

尼龙是如何变脆的原理尼龙是一种高分子材料,由于其优异的物理和化学性质被广泛应用于不同领域。
然而,在特定的环境条件下,尼龙会变得脆弱,这就是所谓的“老化”现象。
尼龙变脆的原因很复杂,本文将从尼龙的结构、化学性质、热稳定性、光稳定性和机械性能等方面进行解释。
尼龙的化学结构是由重复单元组成的高聚物链,通常包括尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙10等。
尼龙6和尼龙66分别由六个和六十个碳原子组成的酰胺单元构成。
这些单元之间通过亲水性相互作用形成了高聚物链。
这种结构可以保证尼龙的热稳定性和机械性能,但同时也使得它容易被水分、热、光和化学物质影响。
首先,水分是导致尼龙变脆的重要因素。
尼龙具有一定的吸水性,当受潮后,水分子会进入尼龙链中的空位,导致链变得松散和不稳定。
同时,水分子会和尼龙中的酰胺基团发生氢键作用,进一步破坏尼龙分子的结构。
这些改变会导致尼龙的相对分子质量下降,分子量分布变窄,尼龙的机械性能也会受到影响。
此外,当尼龙吸收大量水分时,会导致尼龙的玻璃化转变温度降低,使得变脆的现象更加明显。
其次,热和光也是影响尼龙变脆的因素。
与水分不同,热和光会导致尼龙链中的共价键断裂,从而降低尼龙的分子量和分子量分布。
在高温下,尼龙的酰胺组成键和链中的其他共价键会发生断裂,从而降低了尼龙的分子量和分子量分布。
此外,高温会加速氧化反应,使得尼龙中的氧含量增加,导致分子链的交联和凝聚,再加上自由基的作用,会引起尼龙的老化和变脆。
同样,光线也会促进尼龙的氧化和断裂反应。
最后,尼龙的机械性能也会直接影响它的变脆性。
尼龙具有优良的强度和韧性,但是当其遭受冲击、摩擦和拉伸等外力作用时,会导致尼龙链部分断裂。
这会进一步加速尼龙的老化和变脆。
因此,在使用和储存尼龙制品时,需要注意避免过度的机械应力。
综上所述,尼龙变脆的原因是多方面的,包括水分、热、光和机械应力等因素。
为了延长尼龙制品的使用寿命,需要采取适当的防护措施,如控制水分含量、避免高温和紫外线曝晒、保持弹性和韧性等,让尼龙能够保持其优异的性能。
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注:本网转载内容均注明出处,转载是出于传递更多信息之目的,并不意味着尼龙老化的机理中国聚酯网时间:2007-11-16 8:58:53 阅读次数:713 推荐:中国化纤网工程塑料网繁体简体在加工和使用过程中,由于热、紫外线、氧及大气中的湿气等因素而引起老化。
尼龙在成型温度附近(>170℃)发生一系列的热解反应,生成水、CO2, CO、烃与少量环戊酮等。
一般认为发生了如下的反应:1、交联反应jl.jpg2、降解反应jj.jpg由于C-N键的键离能低(仅为275.88kJ/mol),所以受热时首先使酰胺键发生断裂,生成环戊酮、CO和C02等。
此外,不仅酞胺键CO-NH可以断裂,CHZ-CO键亦可以断裂。
由于聚合物主链被切断,而引起分子量的降低,使制品各项性能下降,引起老化。
水是加速尼龙老化的一个因素,它可以引起酞胺键水解,接着引起脱除CO,反应:3.jpg氧是加速尼龙老化的重要因素,尼龙在空气中加热,其颜色迅速变黄,氧将引起尼龙的结构发生变化:4.jpg尼龙在光的作用下也将发生脆化、变黄。
这是由于尼龙对小于350nm的短波紫外线敏感,350nm紫外线对应的能量远比C-N , C-C键能大,易于将主链切断。
氧的存在,促使尼龙66光老化特别严重,生成双酮或双醛之类的二拨基化合物,它是尼龙变黄的中间生成物。
在光的作用下,尼龙断链的同时,也产生了交联。
综上所述,光、热、氧、水份是尼龙老化的主要因素,尼龙大分子链中的酞胺键和端基易于发生老化反应一降解和交联同时伴随发生。
汽车用增韧尼龙6的热氧老化研究发布日期: 2009-10-22 阅读: 1544 次字体:大中小双击鼠标滚屏随着世界能源形势的日益严峻,节能环保的要求已经深人到国民经济各个领域。
在汽车工业领域,以塑代钢、轻量化是汽车节能环保、减排的重要措施。
根据测算,汽车每降低1 kg的质量,每使用100 L汽油可以多行驶1 km。
工程塑料以其质轻、耐磨、耐腐蚀等优点,越来越多地应用于汽车零部件。
尼龙6(PA6)材料由于其质轻、耐磨、强度高和易成型加工等优点,很早就在汽车零部件上得到应用。
增韧改性的PA6材料提高了断裂伸长率和冲击强度,降低了弯曲强度,增加了柔韧性和延展性,而且其稳定的化学性能和方便的加工工艺,以及光滑的内外表面,可以减小流体流动时的阻力,使其与金属管路相比具有质轻、耐腐蚀、吸振、易安装等优势。
增韧改性PA6逐渐在汽车燃油管路中得到应用。
随着直喷发动机技术的发展,汽车燃油管路系统的环境温度越来越高,发动机周边的零部件需长时间在120℃以上的温度下工作,这对在汽车发动机周边应用的改性PA材料的抗热氧老化性能提出了更高的要求。
PA材料由于其结构中含有的酰胺基团有较强的极性,容易受到高温、紫外线、水分等环境因素的影响,高分子链产生交联、断链、异构化等反应,导致材料性能劣化,对PA材料进行抗热氧老化改性研究是开发其适应汽车发展新要求的首要任务。
评价PA材料的抗热氧老化性能一般采用人工加速老化方法,在试验设定的苛刻温度下,将改性PA材料置于恒温热老化烘箱中老化一定时间,然后测试其各项性能,可直观反映出PA材料的抗热氧老化性能。
通过添加抗氧剂及共混改性可以提高PA材料的抗热氧老化性能。
汽车发动机燃油管路系统的管件既要求高温时有足够的刚性,又要求低温时有足够的柔性。
笔者制备了增韧PA6材料,并通过添加抗氧剂改善其抗热氧老化性能,对材料在160℃的极端老化温度下进行人工加速老化测试。
实践表明,材料可以满足汽车用管件的要求。
1 实验部分1.1 原材料PA6:相对粘度为2.75,岳阳石化公司;马来酸酐接枝(乙烯/辛烯)共聚物(POE)(POE-g-MAH):接枝率为0.85,自制;抗氧剂1010:β (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯,台湾双键化工公司;抗氧剂626:双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,合湾双键化工公司;抗氧剂1098:N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-1,6-己二胺,瑞士汽巴公司;铜盐抗氧剂:德国布吕格曼化工公司。
1.2 主要设备及仪器同向平行双螺杆挤出机:SHJ-65型,南京广达化工装备有限公司;注塑机:SZ-88w1型,宁波海洲机械有限公司;电子万能试验机:WSM-20KB型,长春市智能仪器设备有限公司;记忆式冲击试验机:JJ-20型,长春市智能仪器设备有限公司;鼓风式恒温干燥箱:101-lAB型,余姚市东方电热烘箱厂。
[-page-] 1.3 试样制备将各种原材料按表1、表2配方分别混合均匀后在双螺杆挤出机上熔融共混造粒。
双螺杆主机转速300r/min,料筒一区~七区温度分别设定为230、230、230、225、220、220、220℃ 。
粒料在100℃下干燥4h后用注塑机在料筒温度250℃条件下注塑成标准试样。
1.4 性能测试拉伸强度按GB/T 1040-1992测试,I型试样;简支梁缺口冲击强度按GB/T 1043-1993测试,I型试样,B型缺口;将需要老化的试样放置在鼓风式恒温干燥箱中,设定恒温温度160℃,分别进行8、24、36 h的老化,老化完成后取出,在室温环境下放置16 h后进行性能测试。
2 结果与讨论2.1 POE-g-MAH对PA6力学性能的影响图1示出POE-g-MAH含量对PA6力学性能的影响。
从图1可以看出,随着增韧剂含量的增加,材料的拉伸强度下降,而简支梁缺口冲击强度增加,说明自制增韧剂POE-g-MAH对PA6有很好的增韧作用。
为了兼顾材料的刚性和柔韧性,满足PA6管件制品的要求,选取POE-g-MAH质量分数10%作为抗热氧老化试验的基础配方。
2.2 抗氧剂对增韧PA6体系性能的影响(1)力学性能图2示出抗氧剂对增韧PA6力学性能的影响。
从图2可以看出,抗氧剂对材料的力学性能没有很大的影响,未加抗氧剂的3#配方强度稍大,添加铜盐的8#配方的拉仲强度增大,简支梁缺口冲击强度略有下降,说明PA6材料本身的加工稳定性较好。
在加工历史中,PA6会发生轻微的交联和分解等复杂反应,接枝在POE链上的MAH会与PA6分子链的酞胺基团发生接枝及扩链反应,微交联及扩链反应更有利于增韧剂在PA6树脂基体中的分散,导致共混改性材料的断裂伸长率和缺口冲击强度提高。
而添加抗氧剂会影响休系接枝和扩链反应的进行。
(2)老化性能图3、图4分别为材料老化前后的拉伸强度和冲击强度对比。
[-page-]从图3与图4可以看出,经过24h老化后,未加抗氧剂的材料已经变得很脆,简支梁缺口冲击强度在2.0 kJ/m2以下,失去使用价值,而且拉伸强度也下降了许多,添加增韧剂的PA6材料体系抗老化性能有很大改善。
对比增韧和未增韧的PA6,增韧材料的性能保持率要比未增韧的材料高,说明增韧剂的加人对PA6材料的抗热氧老化是有利的。
热老化过程中产生的活性自由基在链反应过程中攻击POE分子时会有交联反应发生,延缓了PA6树脂基体的老化。
比较不同的抗氧剂体系,可以发现抗老化效果顺序为:铜盐抗氧剂>1098+626抗氧休系>1098抗氧体系>1010+626抗氧体系。
添加铜盐抗氧剂的体系在经过24 h老化后其各项力学性能不但没有降低,反而有所提高。
金属离子在聚烯烃体系中是材料老化的催化剂,在PA6树脂体系中是高效的抗热氧老化助剂,铜盐抗氧剂中的Cun+一方面可以与PA6分子形成络合物,起到稳定PA6分子链上氢原子的作用,并且铜盐可以将PA6树脂在热氧老化过程中产生的氢过氧化物催化分解为非自由基产物,从而抑制活性自由基链反应的进行,避免高分子链断裂。
在分解氢过氧化物的过程中,Cun+主要起催化作用,本身的消耗不多,所以其在PA6树脂体系中的抗热氧老化效率很高。
抗氧剂1098是一种分子内复合型抗氧剂、具有受阻酚和受阻胺类抗氧剂的双重功效,其分子结构与PA6的分子结构相似,与PA6树脂有很好的相容性,在PA6树脂基体中很容易分散,其在PA6树脂基体中的抗热氧老化作用明显比抗氧剂1010好。
受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类氢过氧化物清除剂在抗氧化机理上有明显的互补性,复配使用可以产生明显的协同效应。
2.3 老化时间对增韧PA6性能的影响图5、图6分别示出老化时间对PA6材料拉伸强度和缺口冲击强度的影响。
从图5、图6可知,添加抗氧剂的增韧改性PA6材料,在老化初期其各项性能没有下降,甚至稍有提高,这与PA6树脂的老化机理有密切关系。
老化初期,树脂体系中产生的活泼自由基大部分被抗氧剂消耗掉,同时会有很少量的活泼自由基引发PA6高分子链的交联以及POE弹性体分子链的交联反应,少量的分子链交联提高了材料的力学性能。
在热氧老化过程中,铜盐抗氧剂体系的力学性能缓慢提高,抗氧剂1098体系比抗氧剂1010体系对PA6材料的抗热氧老化作用更大,老化24 h后,抗氧剂1098+626体系仍能保持90%的力学性能,因此铜盐和1098+626抗氧剂体系均是PA6材料优异的抗氧剂。
2.4 抗热氧老化增韧PA6材料在汽车燃油管路中的应用选取7#、8#配方的材料注射成型汽车燃油管路管件,经160℃老化24 h后做落球冲击性能测试,钢球质量为1.0 kg,高度为0.75 m,分别冲击3次均未破裂,可以满足使用要求。
3 结论(1) POE-g-MAH弹性体在增韧PA6体系中一定程度上可以起到抗热氧老化的作用。
(2)抗氧剂1098和亚磷酸酯类抗氧剂626复配使用在PA6体系中有协同作用。
(3)铜盐抗氧剂和抗氧剂1098及其复配抗氧体系都是PA6树脂体系的高效抗氧剂,铜盐抗氧剂对增韧PA6体系的抗热氧老化作用更为明显。
抗氧剂1010复配体系对PA6树脂的抗热氧老化作用有限。
(4)选用铜盐抗氧剂和1098复配抗氧剂的增韧PA6材料可以满足汽车燃油管路系统的抗热氧老化要求。