如何选择PA6 的增韧剂
尼龙的增韧改性要点
《聚合物复合材料设计与加工》课程报告题目：尼龙的增韧改性专业：10材料化学姓名：李**学号：*************尼龙的增韧改性摘要：尼龙66（PA66）具有良好的力学综合性能，并且耐油、耐磨耗和优良的加工性能，可替代有色金属和其他材料广泛应用于各行业。
但是尼龙66在低温条件下和在干态条件下的冲击性能差，吸水性大，制品的性能和尺寸不稳定等性能缺点。
本文将就其韧性性能进行改善，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。
关键词：聚酰胺玻璃纤维增强增韧共混改性1.前言当代高分子材料发展的一个重要方向就是通过对现有聚合物进行物理和化学改性，使其进一步高性能化、结构化和工程化。
尼龙是聚酸胺类树脂的统称，常觅的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙ll、尼龙12、尼龙46、尼龙MXD6、尼龙lUM等，目前产量占主导地位的是尼龙6和尼龙66，占总量的90％以上。
尼龙作为当今第一大工程塑料，大多数品种为结晶型聚合物，大分子链中含有酰胺键（—CO—NH—），能形成氢键，其具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系数小，因而尼龙在与其他工程塑料的激烈竞争中稳步迅速增长，年消费量已经超过100万吨，年增长率为8%～10%，广泛应用于汽车家用电器及运动器材等零部件的制造。
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、填充等改性技术和工艺得到关注和发展，使其向多功能发展，应用与更多领域。
如何选择塑料增韧剂？
如何选择塑料增韧剂？塑料增韧的主要方法是以接枝改性弹性体为分散相，塑料为基体共混增韧，能大幅提高塑料的冲击强度。
弹性体作为分散相，主要从以下八个方面影响弹性体/塑料共混物的韧性。
1.弹性体粒子间距的影响对于增韧塑料而言，弹性体粒子间距ID存在一个临界值ID c，只有当分散相的弹性体粒子之间的间距ID小于这个临界值ID c时，才会发生脆韧转变，明显提高韧性。
这是因为弹性体粒子间距较大时，粒子周围的应力场到其他粒子很小的影响，基体中的应力场只是这些孤立的粒子应力场的总和，故而共混物仍为脆性。
但当粒子充分接近至临界时，应力场不再是简单的加和，粒子周围应力场会有明显的相互作用，分散相基体层减薄，银纹尖端的塑性区相互贯通，从平面应力状态转变为平面应变状态，银纹的扩展得到抑制，基体层产生剪切屈服，共混物表现为韧性。
如图1，在PA6基体中，佳易容®5805-L （POE-g-MAH）粒子间距达到临界值后，体系发生脆韧转变，PA6转变成超韧材料。
图1增韧尼龙6冲击强度随CMG5805-L粒子间距的变化2.弹性体含量的影响塑料基体中弹性体含量增加，银纹的引发、支化及终止速率增加，冲击强度随之提高。
但是，只有当弹性体含量达到一定份数时才会有明显的增韧效果，这是因为弹性体只有达到一定份数后分散相粒子间距才能达到临界值ID c。
如图2所示，佳易容®5805-L（POE-g-MAH）添加量越高，PA6的冲击强度越高，但只有当佳易容®5805-L添加量达到约10份以上时，才会有明显的增韧效果。
图2 5805-L 添加量对PA6冲击强度的影响3.弹性体粒径的影响大量实验证明，对于某一种塑料而言，过大或者过小的弹性体粒子都不能有效引发银纹和及时终止银纹。
如图3所示，同样添加量，在PBT基体中，POE的粒子偏大，不能有效的引发和终止银纹，故增韧效果不明显。
而佳易容®SOG-02（POE-g-GMA）在PBT中的粒径比较适中，故而能够有效的提高冲击强度。
什么是聚合物泡沫材料的增韧其方法有哪些？
什么是聚合物泡沫材料的增韧其方法有哪些？什么是聚合物泡沫材料的增韧及其方法有哪些？聚合物泡沫材料是一种广泛应用于工程、建筑、包装等领域的轻质材料。
虽然聚合物泡沫材料具有低密度和良好的绝缘性能，但其韧性较差，容易发生碎裂和断裂等缺陷。
因此，为了进一步提高聚合物泡沫材料的性能，增加其韧性成为一项重要的研究课题。
1. 增韧的概念和目的增韧是指通过一系列方法和技术来改善聚合物泡沫材料的韧性，并使其具备更好的耐冲击性和抗断裂性能。
增韧的目的是提高材料的抗损伤能力，延长材料的使用寿命，并且能够应对各种应力载荷。
2. 增韧方法的分类常见的聚合物泡沫材料增韧方法主要包括以下几种：2.1 添加增韧剂通过添加增韧剂来改善聚合物泡沫材料的韧性是增韧的常见方法。
增韧剂可以提高聚合物基体的韧性，减少材料的断裂和碎裂。
常用的增韧剂包括弹性体、粒子增韧剂和纤维增韧剂等。
通过选择合适的增韧剂类型和添加量，可以有效提高聚合物泡沫材料的韧性。
2.2 表面改性通过表面改性来增韧聚合物泡沫材料是一种常见的方法。
表面改性可以通过在材料表面涂覆涂料、镀膜或进行离子交换等方式来实现。
表面改性可以提高材料的界面相容性和粘接性能，从而改善聚合物材料的韧性和强度。
2.3 纤维增强纤维增强是一种常用的增韧方法。
通过在聚合物泡沫材料中加入纤维增强剂（如玻璃纤维、碳纤维等），可以显著提高材料的韧性和强度。
纤维增强可使材料的断裂模式从脆性断裂转变为韧性断裂，从而使材料具备更好的抗拉伸、抗剪切和抗冲击性能。
2.4 微观结构调控通过微观结构调控来增韧聚合物泡沫材料是一种较新的方法。
这种方法主要通过控制材料的孔隙结构、相分布和分子排布等来改善材料的韧性。
通过定向冻结、多层复合和多孔层次结构设计等方式，可以精确调控材料的微观结构，从而实现材料的增韧效果。
3. 总结聚合物泡沫材料的增韧是一项重要的研究课题，通过添加增韧剂、表面改性、纤维增强和微观结构调控等方法，可以有效地提高材料的韧性和抗损伤能力。
盘点：PP增韧的8种方法
本文摘自再生资源回收-变宝网（）盘点：PP增韧的8种方法1、PP/PA6增韧体系PP/PA6共混体系可改善两者本身固有缺点，使材料具有优良的综合性能指标，选取15%PA6加入PP中，可使其冲击强度提高50%，拉伸强度下降13.8%;如再加入5%PP-g-MAH 作为相容剂，其冲击强度可提高113%，拉伸强度下降2.7%。
2、PP/EVA增韧体系EVA在增韧PP的同时，还可以提高断裂伸长率、熔体流动指数和表面光泽度。
所选用的EVA中VA的含量为14%-18%之间。
用20%EVA-15增韧PP，其冲击强度提高12倍之多，刚性下降幅度小，其成本又低于弹性体或橡胶增韧PP，综合性能优于PP/EPDM体系。
3、SBS增韧PP体系SBS对PP的增韧效果不如EPDM，但可用于一般应用场合。
研究表明，当SBS的含量在0-10份之间时，冲击强度随加入量增大而增大;超过15份后，冲击强度反而下降。
用SBS与PP制成的耐冲击型PP的常温和低温冲击性能可分别提高5倍和10倍。
具体配方为PP：SBS：CaCO3=48：40：12时，相关性能的悬臂梁冲击强度为70kj/m2。
4、BR增韧PP体系顺丁橡胶(BR)具有高弹性、良好的低温性能(玻璃化温度-110℃)、耐磨性、耐挠曲性等优点，BR的溶解度参数与PP接近，与PP的相容性好，增韧效果好。
5、MPE/PP增韧体系MPE具有非常低的玻璃化温度，而且断裂伸长率很大，非常适合于PP的增韧改性。
MPE对PP有较好的增韧效果，在PP中加入40%MPE，于-30℃下的缺口冲击强度超过纯PP的20倍，约为同等质量份数EPDM增韧效果的9倍。
另外还发现，用MPE增韧PP，复合材料具有较低的拉伸永久变形、压缩永久变形和蠕变变形，卓越的低温性能和加工性能，成为EPDM的强有力竞争者。
6、SBS增韧PP体系SBS对PP的增韧效果不如EPDM，但可用于一般应用场合。
研究表明，当SBS的含量在0-10份之间时，冲击强度随加入量增大而增大;超过15份后，冲击强度反而下降。
聚酯树脂用增韧剂
不饱和聚酯树脂固化后产物硬度高，机械强度好，但偏脆，抗剥离、抗开裂、抗冲击性能和抗震性能较差。
而增韧剂的添加能与树脂形成网状结构，有效解决树脂固化后出现应力开裂，提高树脂的韧性。
主要特性：增韧的主要作用是改善不饱和聚酯树脂固化后产物的脆性，提高其抗拉、抗冲击、抗剥离等性能。
具有增韧性能、稳定性能及其物理机械性能，具有润滑、增溶、消泡抑泡、增塑、防冻性能。
可有效解决树脂产品脆性，防止固化后开裂，提高树脂的流平性能。
应用范围：适用于各类不饱和聚酯树脂、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸树脂等体系。
用量与使用方法：在一定的温度下加入树脂体系中并充分溶解，使其与树脂形成网状结构即海岛结构，推荐温度75-80度，用量为树脂量的0.2-1%。
包装规格：25公斤/桶。
尼龙增韧方法
尼龙增韧方法
尼龙是一种常见的合成聚合物，具有优异的强度、耐磨和耐化学腐蚀性能。
然而，尼龙的脆性和低冲击强度限制了其在某些应用中的使用。
为了克服这些问题，可以采用以下方法来增加尼龙的韧性。
1.混合增韧剂：向尼龙中添加增韧剂可以提高其韧性。
常用的增韧剂包括橡胶颗粒、弹性体和弹性体改性剂。
这些增韧剂通过阻碍裂纹扩展和提供能量吸收来提高尼龙的韧性。
2.纤维增韧：向尼龙中添加纤维增韧剂，如玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，可以显著提高其强度和韧性。
这些纤维在尼龙基体中形成强大的强化相，有效抵抗裂纹扩展和断裂。
3.高分子共混：将尼龙与其他高分子材料进行共混可以改善其韧性。
常用的共混材料包括聚碳酸酯（PC）、ABS等。
这些共混材料可以通过增加材料的韧性相和改善界面相容性来提高尼龙的韧性。
4.添加抗冲击剂：将抗冲击剂添加到尼龙中可以提高其抗冲击性能。
常用的抗冲击剂包括丙烯酸酯、苯乙烯丁二烯共聚物等。
这些抗冲击剂可以吸收能量并减少裂纹扩展，提高尼龙的抗冲击性能。
5.添加增稠剂：通过添加增稠剂来改善尼龙的流变性能，可以提高尼龙的韧性。
增稠剂可以增加尼龙的黏度和流动性，减少裂纹扩展的速度。
总的来说，尼龙的韧性可以通过混合增韧剂、纤维增韧、高分子共混、添加抗冲击剂和添加增稠剂等方法进行改善。
这些方法可以提高尼龙在各种应用中的性能，使其更具韧性和耐用性。
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。
浅谈尼龙6增韧增强共混改性研究进展 肖同姊
浅谈尼龙6增韧增强共混改性研究进展肖同姊摘要：本文介绍了PA6增韧增强共混改性研究的进展，包括共混改性的方法、原理以及增韧增强所用改性材料对PA6的力学性能的影响。
关键词：尼龙6；增韧增强；共混改性1 尼龙6增韧改性研究进展PA6分子链结构上有强极性的酰胺基，末端有氨基和羧基，具有很强的端基反应能力[3] 。
PA6增韧常用的增韧材料有聚烯烃弹性体（POE）、加氢的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）、聚丙烯、聚乙烯等，为了增加相容性，常常将这些材料与马来酸酐进行接枝。
SEBS是以聚苯乙烯为末端段，聚丁二烯加氢后的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的三嵌段共聚物。
SEBS分子主链上不含有不饱和双键，因此稳定性和耐老化性比较好。
SEBS作为一种热塑性弹性体，可以加入到尼龙6中增韧，但由于两者相容性差，需要加入接枝物提高两相界面相容性，提高共混物的韧性[3-4]。
经常使用的方法是SEBS在与马来酸酐共混后反应挤出，制备马来酸酐接枝物SEBS-g-MAH，再将SEBS-g-MAH用于增韧改性PA6。
采用傅里叶红外光谱仪测试聚合物谱图后分析结果发现，SEBS-g-MAH和PA6共混后，PA6与SEBS-g-MAH的反应主要是PA6的端氨基与SEBS-g-MAH的MAH之间发生了缩合反应，改变了PA6的分子链结构，增强了PA6与SEBS界面相互作用，提高了冲击强度[3-5]。
另外，基体树脂中分散的SEBS使尼龙6分子链的运动与分子链自由排列受到限制，影响了PA6的结晶；热塑性弹性体SEBS的加入降低了PA6的玻璃化转变温度。
SEBS橡胶相的加入改变了PA6的聚集态结构，从而使PA6的力学性能和破坏机理发生了改变[4]。
叶强等人[4]对PA6/SEBS、PA6/SEBS-g-MAH二元共混物与PA6/SEBS/SEBS-g-MAH三元共混物的力学性能和流变性能进行了研究。
在PA6/SEBS/SEBS-g-MAH三元共混物中，控制SEBS与SEBS-g-MAH的配比，当SEBS为20%、SEBS-g-MAH为3%时，PA6/SEBS/SEBS-g-MAH三元共混物的韧性达到最优，缺口冲击强度可达90kJ/m2。
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如何选择PA6的增韧剂？
尼龙6具有干态和低温冲击性能差的缺陷，为了改善这一缺陷，需对尼龙进行增韧改性，增韧尼龙6中应用最多的是接枝改性的弹性体增韧。
S.Wu认为，作为分散相，橡胶粒子之间需要达到一定的间距才能有效增韧尼龙，通过量化橡胶粒子的粒径及间距,明确了尼龙增韧弹性体的选择依据。
另外，弹性体的交联程度、粘度及所接枝官能团的多少对增韧效果也有影响。
1.POE-g-MAH粒径大小对增韧尼龙6性能的影响
,
8wt% CMG5805-L added 12wt% CMG5805-L added
16wt% CMG5805-L added 20wt% CMG5805-L added
图1 增韧尼龙6在10,000倍SEM下的表面形貌
对比添加量分别为8%、12%、16%、20%佳易容®CMG5805-L （POE-g-MAH）在PA6中的SEM，如图1，发现相同加工工艺、不同添加量的情况下，增韧尼龙6中橡胶粒子的粒径没有发生变化（CMG5805-L在尼龙6中的平均粒径d=0.21μm）。
但是，橡胶粒子的粒子间距随添加量增加而变小。
2. POE-g-MAH 粒子间距对增韧尼龙6性能的影响
S ．Wu 给出了橡胶粒子间距（ID ）与橡胶粒子粒径之间的关系：
π
（1）
其中Vr 为分散相粒子在体系中的体积分数：
ρ
（2）
6
距（
如图
3.
之间的接触面也就越大，橡胶粒子的粒径也就越小，如图4。
但是，MAH接枝率更高，PA6冲击强度反而有所降低，这是因为对于PA6这类分子链柔性较好的树脂，较大的橡胶相粒径即可使其粒子间距达到临界值，橡胶相粒径小了反而不利于银纹的终止和剪切带的产生。
故而增韧尼龙6时应该选择合适接枝率的增
韧剂。
图5
PA6最有利
较低粘度
中等粘度
较高粘度 0%
5% 10% 15% 20% 0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
0.28
0.32
0.36
0.40
0.44
0.48。