【课件】尼龙66增强增韧改性PPT
塑料改性讲堂第一讲 一文讲清尼龙增韧原理
一文讲清尼龙增韧原理这是塑料改性讲堂第1期分享01尼龙为啥要增韧尼龙尼龙，学名聚酰胺，英文名Polyamide，是一种常用的高分子材料，可以用作工程塑料，也可以作为纤维使用。
尼龙是由杜邦公司的Carothers博士于1935年发明，至今已有八十余年的历史。
从最初的尼龙6和66开始，现在已经形成了一个庞大的家族，成员包括脂肪族尼龙、半芳香族和芳香族尼龙，总数不下二十余种，随着新尼龙单体的不断合成，这一数字还在不断增长。
虽然尼龙家族成员众多，但是最常用的还是尼龙6和66，原因很简单，便宜、好用、性价比高。
尼龙的优势最为一种应用最广泛的工程塑料，尼龙6和66可谓优势多多：●机械强度高●易于加工●耐热性好●耐磨损●耐化学溶剂●自润滑●阻燃性能良好尼龙的不足「甘瓜苦蒂，天下物无全美」，尼龙性能再好也有两大缺点：●吸水性强●低温韧性差尼龙低温韧性差在业界是出了名的，在零下二三十度时脆的像玻璃一样。
为了解决尼龙低温韧性差的缺点，杜邦公司又发明了增韧剂，提高了低温韧性的同时，尼龙吸水性也有所降低。
02尼龙有哪些增韧剂概念解析提到尼龙增韧剂，这里面就有好多类似的概念傻傻分不清，比如增韧剂、冲击改性剂、耐寒剂、相容剂。
尼龙在低温下为什么会变脆？很简单，因为太硬了。
从原理上来说，只要在尼龙里加一些软的材料就能解决（这里的软和硬可以用材料屈服强度来描述），也就是要加入屈服强度比尼龙低的高分子材料。
在那么多描述尼龙增韧的概念中，增韧剂、冲击改性剂和耐寒剂说的是一回事，但是相容剂无论在结构还是作用上，与它们截然不同（下文会做详细解释）。
哪些材料可以作增韧剂只要屈服强度比尼龙低，就可以提高尼龙的韧性，但是这有个前提，它们要有一定的相容性。
所以，橡胶、聚乙烯、聚丙烯、热塑性弹性体、增塑剂，甚至是水都能提高尼龙的低温韧性，只是提高幅度不同罢了。
迄今为止，工业上应用最广的尼龙增韧剂有橡胶和热塑性弹性体。
但是问题又来了，这两种材料主要是由碳和氢元素组成，属于典型的非极性高分子，而尼龙却是极性很强的材料，根本掺和不到一块去。
增强尼龙66的优势和特性
增强尼龙66的优势和特性
增强尼龙66具有优良的耐磨性、耐热性及电性能，机械强度高，能自熄，尺寸稳定性良好，广泛应用于汽车工业产品、纺织产品、泵叶轮和一级精密工程部件。
在尼龙中添加玻璃纤维、增韧剂等共混材料的力学性能。
结果表明随玻纤含量的增加，材料的拉伸强度、弯曲强度有大幅度的提高，冲击强度则较为复杂，增韧剂加入，材料的韧性大幅度的提高。
添加30%～35%的玻纤，8%～12%的增韧剂，材料的综合力学性能最佳。
1.GFR-nylon在尼龙树脂中加入一定量的玻璃纤维进行增强而得到的塑料(FR-PA)。
可分为用包覆法制得的长玻璃纤维增强尼龙(纤维和塑料颗粒等长，一般约10mm)和以短切纤维经混炼，或连续纤维导入双螺杆挤出机连续剪切混炼制得的短玻璃纤维增强尼龙(玻纤长度约0.2～0.7mm)。
2.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。
3.在PA加入30%的玻璃纤维，PA66的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强的2.5倍。
4.用增强材料来提高尼龙性能，增强材料有玻璃纤维，石棉纤维，碳纤维，钛金属等，其中以玻璃纤维为主，提高尼龙的耐热性，尺寸稳定性，刚性，机械性能(拉伸强度和弯曲强度)，特别是机械性能提高明显，成为性能优良的工程塑料。
玻璃纤维增强尼龙有长纤维增强和短纤维增强尼龙66两种。
增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究
新技术与产品开发增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究 Ξ崔 欣1,王静江2(11中国石油辽阳石化分公司研究院,辽宁辽阳111003;21中国石油辽阳石油化纤公司技术中心,辽宁辽阳111003) 摘要:采用双螺杆挤出加工工艺,对增强增韧尼龙66材料综合性能进行了研究;比较了尼龙品种、增韧剂、玻璃纤维及助剂对内饰件材料的改性效果;并分析了生产工艺对材料性能的影响。
确定了材料的最佳工艺参数和配方,并成功应用在出口汽车座椅滑块制品上。
关键词:尼龙;玻璃纤维;增韧剂;结构;性能;应用 中图分类号:T Q32316 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2007)04-0062-04Study of Property of R einforced and Toughened N ylon 66Special Compound for Auto I ndustryC UI X in 1,W ANGJing 2jiang 2(11Research Institute of Liaoyang Petrochemical Branch ,PetroChina ,Liaoyang 111003,China ;21T echnical Center of Liaoyang Petrochemical Fiber C o.,PetroChina ,Liaoyang 111003,China) Abstract :The overall property of rein forced and toughened nylon 66com pound was studied by means of extru 2sion technology on twin 2screw extruder 1The effect of the variety of nylon and the effects of toughener ,glass fiber and additive on the m odification of the decorative com pounds were com pared ,the effect of processing technology on the property of the com pound was analyzed 1The optimum processing parameter and formulation for the com pound were determined and applied to the production of the slide bar of the saddle of car for export success fully 1 K eyw ords :Nylon ;G lass Fiber ;T oughener ;Structure ;Property ;Application 汽车上零部件要求能耐高低温、耐油、耐化学药品、耐候和一定的机械性能,达到节能降耗、提高车速、改进外观和舒适性、降低成本等众多目标。
增强增韧尼龙66配方分析
制品配方及分析：
PA66 接枝EPDM PA6 抗氧化剂接枝聚丙烯光亮润滑剂接枝聚乙烯玻璃纤维接枝POE
分析：此配方实现了强度、韧性、刚性、耐热同时提高。
尼龙树脂品种的选定:以尼龙66为主，加入一定量的尼龙6，在综合考虑流动性和强度基础上，选择了中等粘度的尼龙作为主要原料。
增韧剂的选定：尼龙66和尼龙6虽具备很多优点，但也存在韧性较低、耐寒性差，改善这两种尼龙的韧性几乎是所有尼龙合金改性的关键，用作尼龙增韧的增韧剂主要是热塑性弹性体或橡胶弹性体的接枝物，及POE-g-MAH、EPDM-g-MAH。
马来酸酐接枝POE增韧效果虽然略逊于橡胶弹性体，但加工流动性好，而且不存在橡胶弹性体的交联问题。
从而综合上述选择以POE-g-MAH为主、EPDM-g-MAH为辅的复合体系。
增强增韧尼龙66工程塑料结晶行为的研究
增强增韧尼龙66工程塑料结晶行为的研究本文研究了增强增韧尼龙66工程塑料的结晶行为。
通过添加不同比例的增强剂和韧化剂，分别制备了不同组成的尼龙66复合材料。
利用差示扫描量热仪（DSC）和X射线衍射仪（XRD）等技术，研究了复合材料的结晶行为。
结果表明，增强剂的加入能够显著提高尼龙66的结晶速率和结晶度，韧化剂的加入则能够提高尼龙66的韧性。
同时，不同比例的增强剂和韧化剂对尼龙66的结晶行为有不同的影响。
本研究对于优化尼龙66复合材料的性能具有一定的理论和实际意义。
- 1 -。
尼龙介绍PPT课件
的硅酸盐（如蒙脱土），在250℃下，ε-己内酰胺插入 硅酸盐的层间进行聚合反应，生成尼龙纳米复合材料的 聚合方法。
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14
聚酰胺
§3 尼龙66
1 尼龙66学名聚亚己基己二酸酰胺或聚己二酰己二胺，
英文名Polyhexamethyleneadipamide，简写为PA66，结
N ( CH2 )n-1 C
p
H
O
如ε-己内酰胺开环聚合得到的聚合物，称为PA6，
ω-氨基十一酸合成的聚合物为PA11。
⑵ 由二元胺和二元酸缩聚得到的聚合物,称为尼龙mn,
简写为PAmn，m为重复单元二元胺的碳原子数，n为重
复单元中二元酸的碳原子数，通式为：
N (CH2)m N
C (CH2)n-2 C
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6
聚酰胺
石油化学工业和其它工业的发展为尼龙工程塑料的 发展提供了丰富、廉价的原料和广阔市场。尼龙主要 用于汽车工业、电子电器工业、交通运输业、机器制 造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。
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7
聚酰胺
§2 尼龙6
尼龙6学名是聚己内酰胺，英文名为Polycaprolactam。
结构式
NH (CH2)5 CO n
活 (6)聚合过程存在反应动平衡。
将普通PA6切片用水萃取后，在干燥过程中，通过某
种催化剂作用，在PA6熔点以下进行聚合的方法，是
PA6增粘的有效方法。
PA6大分子聚集体中存在着氨基己酸之间链式的两性离
子结构排列，只要这种结构脱. 水即可生成大分子链。 13
聚酰胺
技术关键是制备具有一定层间距的离子化 粘土复合体。是保证粘土达到纳米级分散 的重要条件。
增强增韧PA66的配方设计
增强增韧PA66的配方设计1、增强增韧组分的确定及对比对于增强增韧尼龙来说，以PA66/PA6为基体，以30%的玻璃纤维为增强填充材料，加入一定量的增韧剂PE—g-MAH（ST-6），能够得到综合力学性能优良的符合材料采用30%GF增强，添加一定组分的增韧剂PE-g-MAH（ST-6）改性的PA66，其拉伸强度，弯曲强度，冲击强度，热变形温度均达到了一定的高度，由4#可以看出，PE-g-MA（ST-6）H含量在20%时，其缺口冲击强度达到了23.3KJ/m-2，与PE-g-MAH（ST-6）含量为10%相比，其缺口冲击强度提高了2.9 KJ/m-2，升幅不到15%，而其他性能特别是刚性缺受到了很大的影响，拉伸强度，弯曲强度下降较大，这是由于作为基体树脂的PA66仅占了总组分的50%，而作为分散相的接枝PE（ST-6）和GF含量过多，较大程度的影响了基体树脂本身特有性能。
衡量之下，以GF含量为30%，加入10份接枝PE（ST-6），能够得到较高刚性，较高韧性的共混材料。
2、增强增韧PA66的生产配方经过以上分析以基本确认了共混物组分的配比，但作为生产以生产为向导的配方往往要考虑到现实生产中存在的诸多问题。
实际生产中，往往采用PA66/PA6合金的来做PA66的增强增韧配方，这是由于PA合金可以改善PA基体的某些缺陷或提高某些性能。
我们知道PA66与PA6由于结构相似具有很好的相容性，而且采用不同组分的配比对性能有很好的互补作用。
以PA66为主体，PA6为分散相制得的合金（PA66/PA6=70/30），采用玻璃纤维增强时，材料的弯曲强度略低与玻璃纤维增强的GFPA66，但其缺口冲击强度比玻璃纤维增强PA66提高了10%，同时加工流动性也得到改善，PA66/PA6的加工温度也比纯PA66宽。
而且原材料PA6的价格也相对较低。
经过以上的探讨，选择了以PA66/PA6合金的方式为基体树脂，以30%GF填充增强，以PE-g-MAH（ST-6）作为增韧剂，再加入一定的加工助剂，得到了较理想的增强增韧PA66。
尼龙66特性
网站首页> POLIMID A(尼龙66)
超级耐磨系列
PA66玻纤增强，铁氟龙、石墨混合填充系列具备高刚性，超级耐磨的性能，适合于低摩擦，耐磨的运动部件。
矿物增强系列
矿物增强系列低翘曲，良好的尺寸稳定性及出色的表面外观。
玻珠增强系列
PA66 玻珠增强系列产品具有良好热稳定性及尺寸稳定性，低翘曲，表面外观出色；合适薄壁及热环境下的部件。
超级耐磨导电级
PA66 碳纤，铁氟龙混合系列具有超高刚性及耐磨性能，尺寸稳定，导电，广泛应用于航空航天等领域。
碳纤增强导电系列
Poliblend的碳纤增强系列产品性能优异，广泛应用于汽车、运动器材，纺织机械、航空航天等行业。
二硫化钼增润系列
POLIBLEND的耐磨尼龙66系列低磨耗，自润滑，广泛应用于齿轮等摩擦部件。
超韧系列
超韧尼龙66系列具有优异的耐冲击性，合适应用于对耐冲击性能要求较高的产品。
阻燃系列
POLIBLEND阻燃尼龙66系列产品广泛应用于电子电气行业。
未增强系列
非增强型尼龙66是一种坚固的硬质材料，采用该材料制成的零件即使在干燥状态及低温条件下仍可保持良好的阻尼和抗冲击性能,且易于加工。
玻纤增强系列
POLIBLEND玻纤增强系列可以提供从10%-至60%的玻纤含量产品，具有优异的机械性能。
可以根据客户需求定制产品。
增强系列
增韧系列
阻燃系类。
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•
在玻璃纤维加入的同时，起填充的同时，玻璃纤维
技术和工艺得到关注和发展，使其向多功能发展。
•
采用无机填料填充改性可以提高一些性能
和降低成本。但研究表明，在PA66中加入刚性粒
子时，通常在提高材料刚性的同时，降低了材料
的韧性，填充量越高，其作用越显著；在另外一
些场合采用弹性体增韧PA66，使材料提高了韧性，
改善了低温冲击性能，但又使材料的刚性下降。
尼龙66增强增韧改性
• 摘要：针对玻璃纤维增强聚酰胺材料韧性差的问 题，对聚酰胺/玻璃纤维复合体系的增韧进行了研 究，考察了玻璃纤维、改性聚合物对共混材料力 学性能的影响。对PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、 不同类型PA合金等几类增韧体系进行了详细介绍。 其中聚烯烃应用范围广泛。采用聚烯烃增韧与玻 璃纤维共混，在保持复合材料拉伸强度和模量的 同时，较大地提高了冲击强度，获得了综合力学 性能优异的纤维增强聚酰胺材料。
4.2主要设备仪器
• 双辊炼塑机SK-160B • 同向双螺杆挤出机TSE-40A/400-22-36 • 塑料注射成型机SZ-120 • 悬臂梁缺口冲击试验机 • 简支梁无缺口冲击试验机 • 万能拉力试验机 • 热变形维卡软化点测定仪
4.3共混物的制备工艺及试样的制备
4.4 性能测试
• 4.4.1力学性能
增韧较合理，在较大的提高增强增韧材料韧性的同时，保持了一定高
度的刚性。文中将着重探讨聚烯烃及弹性体对改性尼龙66力学性能的
影响。
•
由此可见，增强增韧改性尼龙66的性能和值得关注，在增强的
同时如何提高材料韧性，在增韧的同时如何保持材料的刚性是需要解
决和拓展的问题。
三 方案设计
•
本文着重考察了以尼龙66为基体，
玻璃纤维作为增强材料带来的力学性能的
提高，同时探讨了不同增韧剂PE，EPDM，
POE在增韧的同时对基体力学性能的影响。
以寻求在保持玻璃纤维填充尼龙66一定刚
性的同时，较大的提高材料的冲击强度，
以求获得综合力学性能优异的增强增韧材
料。
四 实验部分
4.1主要原料
PA66 PA6切片 玻璃纤维（GF） 线性低密度聚乙烯（LLDPE） 三元乙丙橡胶（EPDM） 乙烯-辛烯共聚物（POE） 马来酸酐（MAH） 过氧化二异丙苯（DCP） 二甲亚砜（加电子给予体） 抗氧剂1098，168 润滑剂（PE蜡） 偶联剂KH-570
采用的弹性体的增韧的效果较好能够较大的提高尼龙的韧性，如尼龙
基体中加入5～20份的EPDM其缺口冲击强度可以提高4～6倍，但在
增韧的同时，对尼龙66的刚性影响较大。而采用有机刚性粒子增韧，
如聚烯烃类PE、PP，在较高的提高尼龙66韧性的同时，对尼龙66的
刚性影响也相对较小，因此作为增强增韧体系的增韧剂，选用聚烯烃
•
拉伸性能：按GB1040-79进行；
•
弯曲强度：按GB1042-79进行；
•
悬臂梁缺口冲击强度：按GB/T1843进行；
•
简支梁无缺口冲击强度：按GB/T1043进行；
• 4.4.2热变形温度
•
采用维卡软化点测定仪
五 结果讨论与分析
• 5.1.1玻璃纤维的选择及增强机理 • 玻璃纤维对尼龙的增强已得到广泛应用，其研究也相对成熟，玻璃纤
和耐酸性较差，在干态和低温下冲击强度偏低；吸水率，成型收缩率
较大，影响制品尺寸稳定性和电性能。为适用聚酰胺在不同领域的发
展，这就要求聚酰胺具有更高的机械强度，耐热性能。机械部件，铁
路机车用聚酰胺均对PA的力学性能，尺寸稳定性提出了很高的要求。
因此，对尼龙的改性始在必然，采用嵌段、接枝、共混、填充等改性
强尼龙66相比，具有较高的硬度，其他物
理性能相当，开发该类材料的关键是在
PA66结晶过程中添加成核剂，并通过改变
挤出机螺杆捏合块的组合，改善玻璃纤维
的分散性和成核剂的分散均匀性[4]。本文
将探讨玻璃纤维含量、长度及种类对尼龙
66力学性能的影响。
•
说弹性体的增韧效果较好，如PA/EPDM，PA/POE，PA/EVA，
•
单纯尼龙66的增强改性，能够使其
•பைடு நூலகம்
Lumini等人[3]研究了短玻璃纤维增
强PA66复合材料中纤维取向与断裂韧性之
间的关系，在一定范围内，断裂韧性与纤
维的取向成线性关系，在不同的范围内斜
率不同，他们进而在微观结构层面用不同
的断裂机理来解释不同这一结果。化工部
晨光化工研究院研制了桑塔纳轿车硬度玻
璃纤维增强PA66塑料，与普通玻璃纤维增
维增强尼龙后，其拉伸强度，弯曲强度等力学性能得到了大幅提高， 这就是玻璃纤维抵抗外力的贡献。由于尼龙在共混过程中，在双螺杆 挤出机高速剪切作用下，被剪切成一定长度的纤维，并均匀的分布在 尼龙基体树脂中，混合挤出过程中，玻璃纤维会沿轴向方向产生一定 程度的取向，当制品受到外力作用时，从基体传到玻璃纤维时，力的 方向会发生变化，即沿取向方向传递，这种传递作用在一定程度上起 到外力的分散作用，即能量分散作用，这就增强了材料承受外力作用 的能力，在宏观上，显示出材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能的 大幅度提高。
• 关 键 词：聚酰胺 玻璃纤维 增强 增韧 共混改 性
• 一 引言
•
聚酰胺（俗称尼龙）具有优异的力学性能、电性能、耐化学药
品性、自润滑性，良好的成型加工性能。历年来产量居五大工程塑料
之首，在代替传统的金属结构材料方面一直稳定增长。如汽车部件、
机械部件、电子电器等领域得到广泛应用。但聚酰胺工程塑料耐热性
为了平衡冲击性能和刚性，提高材料的综合性能
和降低成本，可采用PA66-弹性体-刚性体三元共
混复合的办法。以获得增强增韧PA66工程塑料，
使其扩大在某些领域的应用范围。
• 二 综述
•
中国某研究所研制的超韧PA66（SL-
008），以尼龙66树脂为基体，利用多组分
弹性体增韧剂的协同作用，通过共混接枝
改性，从而获得极佳的增韧效果，再加入
玻璃纤维增强，使其综合性能得以提高，
SL-008的弯曲强度大于或等于19kj/m2，热 变形温度大于或等于243℃[1]，辽阳石油化
纤公司采用填充部分玻璃纤维（GF），共
混部分低密度聚乙烯（LDPE），聚丙稀 （PP）及其马来酸酐接枝物（-g-MAH）等
合金技术，成功研制出了高强度，高韧性，
加工性能好，成本低的增韧的改性PA66工 程塑料[2]。