尼龙改性中使用的相容剂和增韧剂
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。
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。
尼龙抗寒增韧剂ST625物性表
尼龙抗寒增韧剂ST625 物性表
一、产品特性
尼龙材料抗寒增韧，有较好的耐低温抗寒性能，添加尼龙材料中可注塑使用。
二、产品介绍
ST625：一种用于聚酰胺尼龙材料的抗寒耐低温助剂功能性母粒。
它是由抗寒增韧助剂、多功能稳定剂与高分散性尼龙树脂作载体混合而成的颗粒状产品；ST625可与尼龙纯树脂混合后可直接上机注塑，尼龙66树脂中添加10%可以使材料注塑制件在-20℃工况下有较好耐低温抗寒效果；在尼龙66树脂中添加30%可以使材料注塑制件在-40℃的工况下有较好的耐低温抗寒效果。
应用：主要应用在用于聚酰胺（PA）材料改性挤出以及注塑加工等领域中。
三、产品原理
ST624 是用多种多功能耐韧抗寒耐低温助剂与尼龙合金树脂的组合物。
可以使低温状况下的尼龙制品保持良好的物性，无脆断、无开裂、成本低、使用简单方使，只需与尼龙树脂混合注塑即可。
ST625产品可应用于耐低温、抗寒冷的尼龙扎带、紧固部件及其它有耐低温抗寒性能要求的尼龙产品制件。
ST 625在抗寒耐候性多功能尼龙产品应用中有广泛的适应性、具有低成本、高性能、使有方法简单高效等优势。
四、产品参数
五、使用方法
根据尼龙材料制品对于低温耐寒性能的要求，添加量如下：◆PA66树脂注塑添加10% 可以完全达到-20℃工况效果；
◆PA66树脂注塑添加30%可以完全达到-40℃工况效果；。
如何选择PA6 的增韧剂
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 added16wt% 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5PA6最有利较低粘度中等粘度较高粘度 0%5% 10% 15% 20% 0.000.040.080.120.160.200.240.280.320.360.400.440.48。
尼龙增韧材料的研究现状
尼龙增韧材料的研究现状霍丽;姜巧娟【摘要】探讨了国内外尼龙材料增韧研究的现状，目前尼龙材料增韧主要集中于以下几个方面：用尼龙与弹性体共混制备超韧尼龙，包括聚烯烃类弹性体增韧尼龙，苯乙烯类嵌段共聚物增韧尼龙，核-壳型冲击改性剂增韧尼龙，以及离聚物为增容剂增韧尼龙；无机刚性粒子增韧尼龙，能在提高材料的抗冲击性能的同时，保证不降低其拉伸强度和刚性；有机刚性粒子增韧尼龙。
%The present situation of toughening research at home and abroad of nylon was discussed .The aspects of toughened nylon material were focused on that nylon and elastomeric was prepared by blending of super tough nylon , including polyolefin elastomeric toughened nylon , styrene block copolymer toughening agent toughened nylon , nylon modified core-shell impact , as well as from copolymer as compatibilizer toughened nylon , the rigid inorganic particles toughened nylon , can improve the impact properties of materials and guaranteed not to decrease of tensile strength and rigidity, and organic rigid particle toughened nylon.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)019【总页数】3页(P19-21)【关键词】尼龙;增韧;弹性体;无机刚性粒子;有机刚性粒子【作者】霍丽;姜巧娟【作者单位】中州大学，河南郑州 450044;中州大学，河南郑州 450044【正文语种】中文【中图分类】TQ327尼龙是大分子主链的重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称，由于尼龙大分子结构中含有大量酰胺基，大分子末端为氨基或羧基，所以是一类强极性，分子间能形成氢键且具有一定反应活性的结晶性聚合物。
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。
poe在尼龙增韧中的应用
最近几年来,POE 的应用范围已开始渗透到尼龙工程塑料领域, POE 作为尼龙( PA) 的新型改性剂正引起人们的特别关注。
与传统EPDM相比,在相同增韧剂含量和相同相容剂含量下, POE 增韧尼龙的效果较好。
PA66 与POE 共混可以相互取长补短,获得所需要的使用性能。
但PA66 与POE 属不相容体系,以前使用较多的增容剂是EPDM 接枝马来酸酐( EPDM2g2MA H) ,但马来酸酐MA H 的接枝率和转化率较低,增容效率不高。
而POE 接枝马来酸酐(ST-2) 能显著改善PA66 与POE 间的相容性和界面粘结性,POE-g-MA H (ST-2)可使PA66/ POE2g2模MA H 共混材料的缺口冲击强度提高至纯PA66材料的14 倍左右。
实验发现共混材料分散相的弹性体颗粒内部存在较多份量的有序结构,分散相颗粒具有明显促进结晶的作用,此作用引起PA66 基体结晶温度增加,结晶度增大,并在分散相质量分数为15 %的脆韧转变条件下,达到极大值。
试样熔体的冷却速率越快,则此种促进结晶的作用就越明显。
笔者研究了POE 对PA6/ POE/ POE-g-MA H 共混物的力学性能、耐热性和流变性能的影响。
结果表明: 在12. 5 份POE-g-MA H(ST-2) 存在的条件下,随着POE 用量增大,共混物的缺口冲击强度不断增大,而拉伸强度、维卡软化温度、表观粘度降低。
在混合体系中, POE-g-MA H(ST-2) 具有增容和增韧的双重作用;加入30 份POE 时,共混物的维卡软化温度下降12 ℃,这是因为PA6 在共混物中是连续相, POE 为分散相, PA6 的耐热性比POE 好。
用挤出的方法制得PA1010/POE-g-MA H 共混物样品,研究了不同接枝率和不同含量的弹性体对共混体系力学性能的影响。
结果表明,当弹性体含量一定、接枝率为0. 51 %时,共混体系的综合力学性能最好;在PA1010/POE-g-MA H 体系中, 随POE-g-MA H (ST-2)含量增加,弹性体粒子的平均尺寸保持不变,这是因为挤出过程形成的共聚物PA1010/ POE-g-MA H 阻碍了弹性体粒子的聚集。
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尼龙改性中主要可以使用的相容剂为POE接枝相容剂ST-2，另外还有EPDM接枝相容剂ST-18，我们现在生产得最多的是POE 接枝相容剂ST-2，在玻纤增强尼龙、防火尼龙、玻纤防火增强尼龙以及增韧尼龙中，我们都建议大家使用ST-2，因为POE接枝相容剂ST-2在尼龙中的增韧效果比较理想，ST-2在尼龙中的作用主要是提高尼龙的韧性及冲击强度。
在玻纤增强尼龙、防火尼龙、玻纤防火增强尼龙中，建议大家使用ST-2的添加量为5-10%时较为理想，添加量太少，可能增韧效果达不到要求，添加量太多，可能对尼龙的防火、拉伸强度以及耐温会有一定的影响，任何事物只能是量力而为，相容剂的使用亦是如此。
而在上述尼龙改性中的一些特殊情况，如用户只要求冲击强度达到一定高度而对尼龙耐温和拉伸强度没有什么要求，则ST-2的使用量可以在10%以上。
另外ST-2的一个大的用途是在超韧尼龙和超韧耐寒尼龙中使用，这时ST-2的建议使用量为15-20%，甚至在一些高要求的情况中，ST-2的使用量需达25%以上。
ST-2在尼龙中使用时，尼龙最高缺口冲击强度可达120KJ/ m2，耐寒尼龙最低温度可做到零下35℃，另外在超韧耐寒尼龙改性中，对尼龙的粘度的选择亦有较高要求，这一点是许多尼龙改性工作者所不注意的，在超韧耐寒尼龙改性中，要求尼龙粘度达2.8以上，否则，相容剂加得再多，冲击强度也难提高。
我公司ST-2在PBT改性中亦能起到很好的相容增韧作用，用户如作高韧性要求的PBT改性产品，ST-2 一定会让你得到意想不到的帮助。
EPDM接枝相容剂ST-18主要用于超耐寒尼龙中，如要求尼龙的耐寒在-35℃到-40℃的情况，就需用它。
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