尼龙工程材料的改性
尼龙增韧改性途径及其进展
尼龙增韧改性途径及其进展聚酰胺（PA）又称尼龙，具有力学强度高、韧性好、耐磨、耐油等优良性能，特别是在吸湿状态下，抗冲击强度极高；但是在干态和低温下的抗冲击强度偏低，吸水率大，影响其制品尺寸的稳定性和电性能。
我国现有PA改性生产企业主要集中在广东和江苏两省，总生产能力3.5万t/a左右，改性产品主要是玻纤增强产品，其次是增强阻燃、增韧等产品。
规模较大的尼龙改性企业有广东金发科技股份公司（1万t/a）、晋伦科技股份公司（5000t/a）、毅兴工程塑料有限公司（5000t/a）、广东利鑫（5000t/a）等。
由于PA的韧性和耐冲击性与温度和吸湿有很大的依赖关系，所以低温及含湿量低时抗冲击强度较低，使其用途受到很大限制。
随着市场经济的发展和竞争日趋激烈，在对材料性能、价格要求越来越高的状况下，与单一聚合物相比，聚合物合金、复合材料更能适应高性能的要求。
近年来，国内外PA发展的重点是对现有品种通过多组分的共聚、共混或加入不同的添加剂等方法，改进PA塑料的冲击性、热变形性、力学性能、阻燃性及成型加工性能。
填充增强改性PA改性中最常用的方法是填充增强，PA主要的增强剂包括玻纤、玻璃微珠、碳纤维和石墨纤维、金属粉末（铝、铁、青铜、锌、铜）、二氧化硅、硅酸盐和液晶聚合物（LCP）等。
其中最常用的增强剂是玻纤，这是因为PA熔体粘度较低，且玻纤与PA亲合性好，当填加较多的玻纤时，仍能保持在良好的加工粘度范围内，且增强效果显著。
在PA6树脂中加入相应的增强剂,不仅可以保持PA6树脂的耐化学性、加工性等固有优点,而且力学性能、耐热性会有大幅度提高,尺寸稳定性等也有明显改善。
PA6中添加芳纶纤维后，具有高强度、高韧性和高耐磨性(低摩擦系数、低磨耗率),耐冲击性能比玻纤和碳纤增强PA6有显著提高。
其主要性能如表1所示。
Allied Signal塑料公司研制开发出CapRonD8272和D8274两个玻璃纤维增强PA6新品级,该两个品级分别含有12%和30%的玻璃纤维,可在160℃高温下使用,用于制作空气管道、支管、油箱等汽车盖下零部件。
尼龙11改性研究进展
变 性 能 的研 究 、 出成 型 的 配 方 与 工 艺 ， 及 相 关 产 品 的 应 挤 以
Ｍｅｒｂａ ｅ 等 研 究 发 现 ， 丙 烯 腈 橡 胶 改 性 尼 龙 １ ｈａ ｚｄ ｈ 用 １
尼 龙 ｌ 改 性 ｌ 增韧 增 强 增 塑
望 了尼 龙 ｌ ｌ改 性 研 究 的 前 景 。
尼 龙 １ 是 一 种 具 有 优 良 性 能 的 塑 料 ， 聚 酰 胺 的 一 个 １ 属
２ １ 尼龙 １ ． １与聚烯烃 、 烯烃共 聚物 、 弹性 体等共混 尼龙 １ 与聚烯烃 弹性 体共 混制 取合 金 ， １ 主要 是为 提 高
维普资讯
周 秀苗 ． ： 龙 １ 等 尼 １改 性 研 究 进 展
５
尼龙 １ １改 性 研 究 进 展 术
周 秀苗 胡 国胜 李 东红
（ 北 工学 院 高 分 子研 究 所 ， 原 华 太 ００５ ） ３ ０ １
摘要
关键词
综述 尼龙 ｌ ｌ国 内外 研 究现 状 ， 绍 尼 龙 ｌ 介 ｌ的增 韧 、 强 、 塑 ， 及 特 殊 助 剂 对 尼 龙 ｌ 增 增 以 ｌ改性 的 作 用 ， 展 并
ＬａｇＺ ｉ ｏｇ等研究 了聚丙烯 （ Ｐ ／ ｉ ｈｚ ｎ ｎ ｈ Ｐ ） 尼龙 １ 二 元共混 １ 体系 。Ｐ Ｐ为非极性材料 ， 与尼龙 １ 直接 共混形 成不 相容 １ 体系 ， 其通过接枝 上 改性官 能 团后 ， 但 便可 以与 极性 聚合 物 尼龙 １ １共混 。Ｌａ ｇＺ ｉ ｏｇ等用丙烯 酸接枝 Ｐ ｉ ｈｚ ｎ ｎ ｈ Ｐ作 为共混 成分 ， 当两组分 含量相 同时 ， 使得 官能 化共 混体 系在 两相 间 有优 良的分散形 态 及 良好 的粘 接。在研 究兼 容性 对 Ｐ ／ Ｐ 尼 龙 １ 二元 共混体 系的动 态力学 性能 的 影响 时 ， １ 发现 使用 改 性 Ｐ Ｐ和尼龙 １ １共混 ， 对应共混物两 相问不同 的粘 接强度产
尼龙的改性配方
尼龙的改性配方？上述成分混合，挤出或注射成型，拉伸强度为74MPa,缺口冲击强度为0. 05kJ/m, 100℃下吸水率为0. 58% ，具有良好的机械强度和耐热性。
上述混合物用于挤出注射各种包装容器，有良好的低温抗冲击强度和良好的阻气性。
上述混合物造粒，注塑成制品，冲击强度为0.18kJ/m具有良好的耐汽油性。
上述配方可以提高硬度、柔软性和抗磨能力，降低吸水率，使之<1%。
事先把石蜡和增容剂混合好，再加入尼龙中去。
上述成分混合造粒，可用于注塑成型。
上述成分混合均匀，在100份重的上述组分混合物粉末中，添加7~40份重的青铜粉，空心玻璃微珠1~20份重，玻璃纤维或云母粉5~20份重，聚四氟乙烯（或PE)5~20份重，再加入适量的二硫化钼、石墨粉、炭黑，烘干装入金属模具中压制成型，在150~ 270℃温度下20~40min烧结成型，冷却后整理加工，浸油而成制品。
尼龙6玻纤增强磷氮阻燃剂产品说明书一、产品特点：1、外观：白色粉末状磷氮系膨胀型阻燃剂2、环保无卤，符合欧盟ROSH标准3、热稳定性高，分解温度大于300摄氏度，满足PA6加工工艺的要求4、阻燃效果好，以PA6 80份，阻燃剂20-25份，润滑剂EBS（乙二撑双硬脂酸酰胺）0.3份，抗氧剂0.5份，二甲基硅油0.5份，再另外添加玻纤25-30%，可以达到UL94 V-0级。
5、应用建议：(1)开包后建议尽快使用，否则建议使用前120摄氏度烘2小时(2)建议加工前预干燥树脂，使树脂中含水率低于0.5%防止树脂因高温水解而变色(3)建议中段加入阻燃剂，以尽量排出树脂中的水分PA6玻纤增强无卤阻燃剂XL-PA01发布时间：2010-12-08 来源：访问233次PA6玻纤增强无卤阻燃剂XL-PA01一、产品特点：1、本产品为白色粉末状膦氮系阻燃剂，氮磷含量高P≥20%2、环保无卤，符合欧盟ROSH标准，3、热稳定性高，完全满足PA66、PA6的成形加工温度要求，4、阻燃效果优异，添加玻纤20-30%, XL-PA01(%) 18-25份，可轻松达到UL94 V-0级(1.6mm)，通过GWIT 775/2mm，具有CTl值(相比起痕指数)约600V的良好电学性能。
尼龙的改性特性以及应用范围
本文摘自再生资源回收-变宝网（）尼龙的改性特性以及应用范围由于尼龙具有很多的特性，因此，在汽车、电气设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。
随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求将更高更大。
特别是尼龙作为结构性材料，对其强度、耐热性、耐寒性等方面提出了很高的要求。
尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素，特别是对于PA6、PA66两大品种来说，与PA46、PAl2等品种比具有很强的价格优势，虽某些性能不能满足相关行业发展的要求。
因此，必须针对某一应用领域，通过改性，提高其某些性能，来扩大其应用领域。
主要在以下几方面进行改性：①改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。
②提高尼龙的阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。
③提高尼龙的机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属④提高尼龙的抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。
⑤提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合。
⑥提高尼龙的抗静电性，以适应矿山及其机械应用的要求。
⑦提高尼龙的耐热性，以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。
⑧降低尼龙的成本，提高产品竞争力。
总之，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、高质量方向发展。
改性PA产品的最新发展前面提到，玻璃纤维增强PA在20世纪50年代就有研究，但形成产业化是20世纪70年代，自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后，各国大公司纷纷开发新的改性PA产品，美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA，大量的改性PA 投放市场。
20世纪80年代，相容剂技术开发成功，推动了PA合金的发展，世界各国相继开发出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/I.CP(液晶高分子)、PA/PA等上千种合金，广泛用于汽车、机车、电子、电气械、纺织、体育用品、办公用品、家电部件等行业。
尼龙的摩擦学改性研究进展
现凡 是能减少复合材料 磨损量 的填料 在摩擦 过程 中都发 生 了化学反 应 ， 而增加 复合材 料磨损量的填料在摩擦过程 中都
没发生化学反应 。大量 的 ｚ 无机化合物 的加人 可增 大复合 ｎ
材料 的磨 损量 。Ｓ Ｂ ｈ ｄｒ ． ａａｕ 等 在对 比 Ｃ Ｏ、 ａ 、 ａ ２ ａ Ｃ Ｓ Ｃ Ｆ 填 充 Ｐ Ａ复合材料 的摩擦学性 能研究 中， 出 Ｃ Ｏ、 ａ 指 ａ Ｃ Ｓ在减 少 复合材料 的磨 损量 方面 非常有 效 ， Ｃ Ｆ 的加人 增 大 了复 但 ａ：
王冲 ， ： 等 尼龙的摩擦学改性研究进展
７ ３
尼 龙 的摩 擦 学 改性 研 究进 展
王 冲 魏 刚 闫 光 红 刘 峰
６０３ １ ０９） （ 西华 大学材料科学 与工程学 院， 成都
摘要 综述 了近年 来尼龙（ Ａ） Ｐ 的各种摩擦 学改性 方法及 改性 Ｐ Ａ材料 的摩擦 磨损 形式与机 制。从无机 粒子填
及通过填料 的磨 损对 摩擦副改性 。王世博 等 发 现 Ｚ Ｏ填 ｎ
充 Ｐ ０ ０复合材料 的摩擦 磨损性能 比纯 Ｐ ０ ０有 明显 提 Ａｌ １ Ａｌ １ 高 。当 Ｚ Ｏ质 量分数 在 ３ 一８ 时 ， ｎ ％ ％ 复合材 料的摩擦 因数 提 高 ， 磨 损 率 降 低 。填 充 适 量 Ｚ Ｏ 可 以有 效 地 减 轻 而 ｎ Ｐ ｌ１ Ａ ０ ０的粘着磨损 ， 提高其耐磨性 ， 但过 量填充会 导致颗粒
性较大 、 寸稳定 性差 、 尺 热变形温度低 、 干摩擦 时有 较高 的摩 擦因数等缺点 ， 不能用作 高速摩擦 副材 料 ， 限制 了其应 用领
域的扩大 。目前 ， 针对 Ｐ Ａ材料 的摩擦学 研究 主要集 中于两 方面 ： 一是研究 Ｐ Ａ材 料的摩擦磨损机理 ， 获得 Ｐ Ａ摩 擦学 应用的基本数据 ； 二是 研究 Ｐ Ａ材 料 的各种 改性 手段 ， 以提 高Ｐ Ａ材料 的摩擦学性能 。笔 者综 述了近年来 Ｐ Ａ的各种摩 擦 学改性方法及相应的减摩耐磨机理 。 １ 无机粒子填 充改性
尼龙改性
尼龙改性认识一、尼龙的种类及特性1.1尼龙的种类尼龙系分子主链的重复结构单元中，含有酰胺基(—CONH—)的一类热塑性树脂，包括脂肪族聚酰胺、脂肪－芳香族聚酰胺及芳香族聚酰胺。
脂肪族聚酰胺品种多、产量大、应用广泛，既可作纤维，也可作塑料。
脂肪-芳香族聚酰胺品种少，产量也小；芳香族聚酰胺常简称为聚芳酰胺，主要用作纤维（芳纶）。
脂肪族尼龙分尼龙6、尼龙66、尼龙1010等。
1.2尼龙的特性尼龙属于聚酰胺，在它的主链上有氨基。
氨基具有极性，会因氢键的作用而相互吸引。
所以尼龙容易结晶，可以制成强度很高的纤维。
聚酰胺为韧性角质状半透明或乳白色结晶性树脂，常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万～2万。
各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高(达104MPa)，耐磨，电绝缘性好，耐热（在455kPa下热变形温度均在150℃以上），熔点150～250℃，熔融态树脂的流动性高，相对密度1.05～1.15(加入填料可增至1.6)，大都无毒。
二、尼龙的现有主要种类及市场概况2.1HTNHTN属于杜邦尼龙家族。
杜邦HTN分为51G、52G、53G和54G四个系列，其中51G、52G和54G是属于6T的改性产品，可归属于半芳香族尼龙PPA，而53G系列因分子中苯环含量较少杜邦把它归为高性能尼龙。
Zytel®HTN51G=PA6T/MPMDT………..PPAZytel®HTN52G=PA6T/66……………….PPAZytel®HTN53G=PA……………………..HPPAZytel®HTN54G=PA6T/XT+PA6T/66…PPA作为老牌尼龙制造商，拥有强劲开发实力的杜邦实现HTN的工业化也比较早，并最先推出高温尼龙的无卤阻燃系列。
杜邦高温尼龙目前在市场上表现平平，后期在无卤规格上可能会有所作为。
2.2 ARLEN™ PA6TARLEN™为日本三井化学公司所开发出的一种耐高温尼龙，是基于对苯二甲酸，己二酸及己二胺的改性尼龙6T，其熔点高达310℃。
尼龙加纤增强改性材料的性能和应用范围
尼龙加纤增强改性材料的应用领域尼龙增强料，你加多少玻纤？一、为什么要加玻纤（GF）呢？尼龙加纤增强材料是用PA6/PA66树脂做为基材再添加一定比例的玻璃纤维改性而成。
由于尼龙本身强度不够，通过加入10--30%的纤维，来提高它的强度。
特别是30%的强度是公认的最合适的比例。
也有加到40-50%的，根据不同产品的具体要求，再加上适当的配方，都能成功。
二、加玻纤增强系列尼龙产品应用范围高强度加玻纤增强产品玻纤添加比例40-50%的增强尼龙材料，主要适用于高强度齿轮、专业设备的高强度零部件制造。
各种精密齿轮：PA66+20%GF，具有高钢性、尺寸稳定、降噪、耐磨、静音、润滑、抗静电等性能。
中强度加玻纤增强产品玻纤添加比例25-35%的增强尼龙材料，主要适用于汽车配件、电动工具外壳、电器风叶、风轮、餐具类、玩具类等中强度零部件制造。
1、汽车配件：汽车PA66+GF材料可应用在发动机进气管、发动机罩盖、汽车底盘、发动机风扇叶、汽车空调蒸发器冷凝器等。
1）发动进气管PA66+30%GF，长期耐温140℃2000小时以上。
2）汽车底盘挡泥板，发动机风扇叶PA66+30GF，需要极好的韧性和强度，以及很低的变形量与尺寸稳定性。
3）汽车空调蒸发器PA66+15%GF+10%滑石粉，需要翘曲好、长期耐热、耐水解、尺寸稳定高、很高的强度和韧性。
2、电子配件各种连接器：这是无卤阻燃PA66+35%GF、PA66+35%GF在各种电子连接器上的应用领域。
电子连接器需要具备高流动性、尺寸稳定性、良好的电气性能，有的还需要阻燃性能，此时唯有改性材料才能完全替代。
3、各种大功率风扇叶以及叶轮:高钢性、高韧性、低翘曲、抗蠕变、耐水解改性PA66+30%GF材料。
4、餐具类：耐高温、食品级、高流动性、增强、PA66+30%GF。
5、玩具领域：玩具枪托、无人机螺旋桨、马达支架玩具一般使用高强度的改性塑料（PA66+30%GF、PA66+30%碳纤）。
尼龙材料简介
尼龙材料简介尼龙（Nylon），中文名聚酰胺，英文名称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。
其命名由合成单体具体的碳原子数而定。
是美国最大的化学工业公司──杜邦公司著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。
尼龙系列是最重要的工程塑料。
该产品应用广泛，几乎覆盖每一个领域，是五大工程塑料中应用最广的品种。
尼龙分类：尼龙按生产工艺不同分为挤出和浇铸两种。
挤出尼龙：1：尼龙6（白色）：该材料具有最优越的综合性能，包括机械强度、刚度、韧度、机械减震性和耐磨性。
这些特性，再加上良好的电绝缘能力和耐化学性，使尼龙6 成为一种“通用级”材料，用于机械结构零件和可维护零件的制造。
2：尼龙66 （奶油色）：与尼龙6 相比较，其机械强度、刚度、耐热和耐磨性，抗蠕变性能更好，但冲击强度和机械减震性能下降，非常适合于自动车床机械加工。
3：尼龙4.6 （红棕色）：与普通尼龙相比，尼龙4.6的特点是刚性保存力强，耐蠕变性好，在较宽的温度范围内，更耐热老化，因此，尼龙4.6用于尼龙6、尼龙66、POM 和PET在刚度、抗蠕变、耐热老化、疲劳强度和耐磨性能方面所达不到要求的“较高的温度领域”（80 -150 ℃）4：尼龙66+GF30 （黑色）：与纯尼龙66相比，这种尼龙填加30% 玻璃纤维增强，其耐热性、强度、刚度。
耐蠕变性和尺寸稳定性、耐磨等性能方面均有提高，它的最大允许使用温度较高。
5：尼龙66+MOS2 （灰黑色）：这种尼龙填加了二硫化钼，与尼龙66相比，其刚性，硬度和尺寸稳定性有所提高，但抗冲击强度有所下降，二硫化钼的晶粒形成效果提高了结晶结构，使材料承载和耐磨性能均有提高。
浇铸尼龙：又称MC 尼龙：英文名称 Monomer casting nylon ，中文称单体浇铸尼龙。
“以塑代钢、性能卓越”，用途极其广泛。
它具有重量轻、强度高、自润滑、耐磨、防腐，绝缘等多种独特性能。
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尼龙工程材料的改性摘要：尼龙66是由Du pont公司于1935年研制成功的，1939年实现工业化，1956年开始作为工程塑料使用。
它是国际上产量最大，应用最广的工程塑料之一，也是我国主要的尼龙产品。
尼龙66优越的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性等使其在汽车部件、机械部件、电子电器、胶粘剂以及包装材料及领域得到了广泛的应用。
但尼龙66在使用过程中还存在许多不足之处，如成型周期长、脱模性能差、尺寸不稳定、易脆断、耐热性差，还有不透明性、溶解性差等。
因此对尼龙66的改性受到人们的广泛关注。
国内外对尼龙改性多集中在共混、填充、共缩聚、接枝共聚等技术领域。
1.尼龙改性的研究进展对尼龙66的改性主要有接枝共聚、共混、增强和添加助剂等方法，使其向多功能方向发展。
本实验主要从快速成型和缩短成型周期的角度出发来改善尼龙66的综合性能，并使其得到更广泛的应用。
1.1共混改性在尼龙改性研究中,高分子合金是最常用的一种手段。
其中尼龙合金在所有工程塑料合金中发展最快,其原因是与周期长、投资大的新PA基础品种的开发相比, 尼龙合金的工艺简单、成本低、使用性能良好,且能满足不同用户对多元化、高性能化和功能化的要求。
国外各大公司均十分重视尼龙合金的开发,很多产品已经商品化并具有一定市场规模。
就尼龙合金而言,主要的研究集中在以下几个方面。
1.1.1尼龙与聚烯烃(PO)共混改性聚酰胺(PA)和聚丙烯(PP)是一对性能不同且使用场合也不一样的聚合物,但通过熔融混合工艺可以克服两者的固有缺点,取其各自的特点,得到所需性能的合金材料。
此类合金可以提高尼龙在低温、干态下的冲击强度和降低吸湿性,特别使尼龙与含有烃基的烯烃弹性体或弹性体接枝共聚物等组成的共混合金可以得到超韧性的尼龙。
在极性的聚酰胺树脂和非极性的聚烯烃树脂共混改性的时候,最重要的一个问题是两者之间的相容性。
PA 和PO 是一对热力学不相容体系,该共混物呈现相分离的双相结构。
根据聚合物共混理论,理想的体系应该是两组分部分既相容,又各自成相,相间存在一界面层,在层中两种聚合物的分子链相互扩散,有明显的浓度梯度。
通过增大共混组分间的相容性,进而增强扩散,使相界面弥散,界面层厚度加大,是获得综合性能优异共混物的重要条件。
顾书英等[1]用熔融接枝法制备了马来酸酐改性聚丙烯(PP-g-MAH),研究了引发剂用量对接枝过程的影响及改性 PP 与 PA 66共混物的性能。
结果表明:改性 PP 与PA 66的相容性很好,从而大大提高了PA66的冲击强度,降低了PA66的吸水性,所以用PP-g-MAH改性PA 66可以得到综合性能优良的聚合物合金。
杨明山[2]系统地研究了尼龙6与化学改性 PP 共混物的改性工艺、组成与性能的关系。
实验结果表明,马来酸酐接枝改性 PP 对尼龙6有较好的改性作用,其中接枝率2 3%的改性PP 改性作用最好。
在尼龙6中加入改性 PP 后,冲击强度得到提高,吸湿性大大降低。
当尼龙6与改性PP 共混比在60∶40～80∶20之间时,可获得综合性能优异的共混材料。
特别重要的是在共混物中含30%左右改性ＰＰ时,可获得超韧性材料。
冯绍华等[3]采用聚烯烃(PO)与马来酸酐接枝物(PO-g-MAH)作为相容剂,讨论了PO-g-MAH对PO/PA及PO/ PO-g-MAH/PA6体系的物理机械性能的影响。
结果表明,相容剂对PO/PA6共混体系具有较好的增容作用,提高冲击强度、降低了吸水性、促进分散相细化、提高了界面的键合力、增加了PA6基体的粘度,改善了PA6的加工性。
TEM和SEM对共混体系的形态分析发现,PO接枝物改善了PO在PA中的分散相,分散均匀性提高,界面厚度增加,粘附性变高。
目前PA/PP共混体系主要采用PP与马来酸酐的接枝共聚物(PO-g-MAH)来实现增容,但是近些年的研究发现, PO-g-MAH增容体系的韧性大多低于纯的PA,而PA/ PP-g-MAH体系的冲击强度都高于纯PA,近期PA/ PP合金的研究主要集中在相容剂研究上。
衣康酸接枝PP增容的PA/ PP合金在适宜配比下,其冲击韧性高于纯PA。
由于马来酸酐的毒性较大,沸点较低(202℃)且易升华,熔融接枝时易挥发,损伤人的眼睛等器官,造成操作困难,使得ＭＡＨ的应用存在一定的局限性。
所以,寻找合适的相容剂是尼龙合金乃至聚合物合金制备的一个瓶颈问题,共混体系中相容性的改善则可明显地使材料获得更优异的综合性能。
1.1.2 尼龙与弹性体共混改性张翠兰[4]采用马来酸酐熔融接枝低密度聚乙烯(LDPE)和乙丙橡胶(EPR),然后再与PA66进行共混的改性方法,着重研究了工艺配方及影响冲击强度的因素。
解决了PE/EPR与PA66相容性差的问题,继而大幅度地提高了PA66的冲击强度。
当共混物中EPR-g-MAH为9%,PE-g-MAH为30%时,共混材料的冲击强度是PA66的335倍,得到韧性较高的PA66/(PE/EPR)-g-MAH共混材料,提高了制品的综合性能,降低了成本,扩大了应用范围。
Wllis等人还采用了(乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯)共聚物对PA66/PP共混体系增容,也有一定的增容效果[5]。
Holsti 等人用SEBS-g-MA 为PA/PP 增容剂也有一定的效果[6]。
熊茂林等[7]以甲基丙烯酸缩水甘油酯为接枝单体、过氧化二异丙苯为引发剂对三元乙丙橡胶(EPDM)进行熔融接枝。
用FTIR仪对接枝产物进行了表征,分析测试了共混硫化胶的力学性能和微观结构。
结果表明,随着共混体系中接枝EPDM用量的增加,EPDM与尼龙树脂的相容性不断改善,尼龙颗粒作为分散相在EPDM中分散得更加均匀和细致化,共混硫化胶的力学性能得到进一步提高。
尼龙树脂原位生成的短纤维可明显提高共混硫化胶的撕裂强度,同时使其保持了弹性体伸长率高的特性[8]。
1.1.3 尼龙与工程塑料的共混改性1.1.3.1PA/ABSPA6与ABS是不相容的体系,为了改善其相容性,可用接枝法将MAH接枝在ABS 上,制得带有羧酸官能团的接枝共聚物(ABS-g-MAH),然后将ABS-g-MAH加入PA6/ABS中,或直接加入到PA6中,或加入第三组分,如苯乙烯马来酸酐共聚物(SMAH)、线性环氧树脂(Bendfaste)等作相容剂。
选择合适的橡胶相的ABS[9]是增加PA6韧性的关键,一般宜用橡胶含量高、苯乙烯含量低的品种。
清华大学[10]研制的PA/ABS-g-MAH 弹性体M-g-MAH体系在常温下冲击强度超过900J/m,干态时冲击强度达到700 J/m。
尼龙 6与ABS的另一种重要增容剂是苯乙烯一马来酸酐无规共聚物(SMA),添加SMA后的尼龙 6/ABS合金冲击强度可达1140 J/m [11]。
1.1.3.2PA/UHMWPE吉林工业大学中科院长春应化所[12]共同对PA6/UHMWPE -g-MAH共混物进行研究,发现在熔融共混过程中,PA6和HDPE-g-MAH发生化学反应,生成的接枝共聚物对PA6/UHMWPE系有增容作用,共混物的分散性和界面形态以及力学性能明显改善。
DSC分析表明,HDPE-g-MAH使两相间的相互作用增强,对两组分的熔融结晶产生较大的影响, SEM分析表明,相容剂使UHMWPE 分散相颗粒尺寸明显减小(约为2～4μm),较均匀地分散在基体中。
1.1.4IPN尼龙合金利用IPN技术制备的尼龙与有机硅的掺混物,是在尼龙熔融成型中与有机硅发生交联反应,尼龙的结晶相网与有机硅的交联网形成相互贯穿的网络。
这类掺混物的吸水性、尺寸稳定性和耐摩擦性可提高[13]。
以尼龙 66和尼龙 12为主的IPN尼龙,比一般尼龙合金具有更高的冲击韧性和耐热性。
一种商品名为Rimplaste的超高分子量的有机硅尼龙合金,此合金吸水率低,尺寸稳定性好,耐磨性优良,而且还可以加入玻纤或其他的热塑性塑料如聚四氟乙烯进一步提高其耐磨性。
大日本油墨化学公司研制生产了PIC-PPS-PN系列产品,具有140～170℃的长期耐热性能、较好的刚性和成本低的特点。
涂开熙等人[14]利用接枝反应制成的带官能团的接枝GP作相容剂,使PPS与PA66的共混物综合性能有了提高,特别是缺口冲击强度提高幅度更大,还使ＰＡ 66的吸水率大大下降,且具有很好的耐磨性。
1.1.5各种尼龙之间的共混改性为了获得高性能价格比的材料,拓宽尼龙材料用途,不同的尼龙品种之间可以通过共混平衡性能。
PA46为高极性胺基基团,其结构内分子链相互缠结,与PA66相近。
其冲击强度高、刚性高、耐疲劳、耐磨耗,内润滑性好,单位强度可与金属相当。
吸水率低于PA6、PA66,因而尺寸稳定性好,制品精度高[15]。
日本合成橡胶公司将质量比为80:20的PA46与PA6进行共混,冲击强度可高达100 J/m [16]。
PA11和PA12是由单一长链单体缩聚而成的高聚物,其韧性极高,常温下缺口冲击不断。
PA11分子中甲基链较长,具有优良的物理力学性能、优异的尺寸稳定性、良好的绝缘性、较强的可塑性。
为了增加PA11/PA6共混物中两相的相容性,提高其力学性能,实验[17]采用添加树形分子作为相容剂。
结果发现,共混物的拉伸强度和断裂伸长率的大幅度提高,缺口冲击强度有所提高,添加量为0 25%时可达最大值,并随着树形分子含量的进一步提高,缺口冲击强度尚有提高的趋势。
目前国内有关各种尼龙之间共混的研究不是很多,我们应在这方面给予更多的关注[18]。
1.2填充改性尼龙采用矿物质、各种纤维等无机物掺混以及纳米技术对塑料改性是目前的一种有效手段。
虽然无机物对PA增韧的效果可能不如用弹性体增韧的效果好,但其在改善PA韧性的同时也改善PA的拉伸强度。
1.2.1 纤维及颗粒增强尼龙碳纤维(CF)具有质轻,拉伸强度高,耐腐蚀等特点。
碳纤维增强PA6复合材料具有更优异的综合性能,因而碳纤维增强尼龙材料近些年发展很快。
碳纤维的加入将影响PA6的结晶行为[19]。
对高含量玻璃纤维PA6复合材料结晶动力学的研究表明,AvrMi指数ｎ值强烈依赖于结晶温度,而纯PA6的ｎ值基本不随结晶温度变化而变化。
吉林化学工业公司研究院[11]将处理的碳纤维与PA66共混,制得PA66/CF共混物。
当CF含量为20%(质量份)时,PA66的冲击强度和拉伸强度都提高2倍,硬度提高1倍以上。
王庭慰等[20]采用硅烷类偶联剂和白油处理云母,填充在尼龙6中表现出良好的力学性能。
通过对偶联剂种类、用量、云母细度,用量和填料种类等变量的研究,发现改性尼龙力学性能的变化规律。
通过4种不同偶联剂对云母的作用,表明硅烷类偶联剂的偶联效果最佳,当云母填充含量为20%时,改性PA6具有较好的力学性能,增强后PA6的拉伸强度提高20%,弯曲强度也有所改善,热变形温度得到明显提高。