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1、高韧性尼龙6的研究与应用收藏郑现国,李馥梅,余卫勋(岳阳石油化工总厂研究院,湖南岳阳414014)摘 要：介绍了高韧性尼龙6工程塑料的研究进展及其在各个领域的应用。关 键 词：尼龙6；增韧；进展中图分类号：TQ323.6 文献标识码：A 文章编号：1001-9277(2002)09-0017-05尼龙6(又称聚酰胺6,PA6)是工程塑料中开发最早的品种,也是目前聚酰胺塑料中产量最大的品种之一。尼龙6本身具有耐磨、耐油、自润滑、绝缘、力学性能优良、易成型加工、抗震吸音、耐弱酸碱等优良的综合性能,但普通尼龙6也存在着干态和低温冲击强度低的缺陷,使其应用受到一定的限制,不能满足汽车、电子、机
2、械等行业对材料高韧性的需求。国内外通过多种方法对普通尼龙6进行增韧改性,增韧后的尼龙6广泛应用于交通、电子电器、消费品、机械工业和其他行业。1 增韧方法尼龙6的增韧工作自20世纪70年代以来一直是尼龙改性的重要课题,美国、西欧、日本先后开发了各种牌号的高抗冲尼龙6合金。尼龙6是比较容易形成合金的树脂,合适的相容剂是形成韧性尼龙的关键。表1为高分子相容剂种类及适用尼龙合金体系。表1高分子相容剂种类及适用尼龙合金体系Tab.1PolymericcompatibizersandsuitablePAalloys相容剂种类适用PA合金体系PP-g-MAH,EVA,PP-g-AAPA/PP,PA/PE
3、,PA/EPDMEPDM-g-MAH,EPR-g-MAHPA/PP,PA/PE,PA/EPDM离子聚合物PO/PA有机硅改性POPA/聚酯SMAPC/PA唑啉改性PS苯乙烯类树脂/PASt-MAH-GMA三元无规共聚物PA/PBTSEBS-g-MAPPE/PA,PP/PAPCL-S-GMAPBT/PA核壳多层结构丙烯酸酰亚胺聚合物PO/PA,PA/PCPOE-g-MAHPA/PE,PA/PPEt-MAH-EA三元共聚物PA/PC,PPE/PA主链为EGMA,支链为乙烯共聚物系列PA/PPV,PA/PE,PE/ABS,PP/ABS主链为酸,环氧改性丙烯酸树脂PA/ABS(AS)支链为乙基聚合
4、物PA/ABS,PA/PPE,PA/PS高韧尼龙6合金的获得主要有以下三种途径：一是通过与聚烯烃及弹性体共混；二是掺混高韧性工程塑料；三是无机粒子增韧。1.1 聚烯烃、弹性体增韧尼龙6与非极性或弱极性的聚烯烃、弹性体共混可以改善韧性。但尼龙6带有强极性的酰胺基团,与聚烯烃、弹性体的相容性差,导致合金的韧性下降。解决相容性的方法有两种：一种方法是尼龙6中加入单体熔融接枝聚烯烃或弹性体,单体一般为带羧基官能团的马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油醇(GMA)；另一种是加入一种能同聚烯烃或弹性体相容的、带有活性基团(如环氧基)的第三组分,反应基团可以和尼龙6分子末端的胺基实现反应性相容。1.1
5、.1 尼龙6/聚烯烃通过与聚烯烃共混可提高尼龙6的低温、干态下的冲击强度并降低其吸湿性。杨明山等人的研究表明当MAH的接枝率为2.3%时,尼龙6/PP-g-MAH合金的冲击强度得到大幅的提高,吸湿性大大降低。当PP-g-MAH在共混合金中含量为30%左右时,可获得超韧性尼龙6材料[1]。王伟等人用HDPE-g-MAH与尼龙6密炼混合后,所得合金在当HDPE的用量为总用量的1/3时,其缺口冲击强度比纯尼龙6高2.4倍[2]。吴培熙发现当LDPE-g-MAH在尼龙6共混物中含量达40%时,干态和低温冲击强度提高了7~8倍。接枝HDPE除了在干态冲击强度方面稍差于LDPE外,其它方面都表现出更令
6、人满意的效果[3]。1.1.2 尼龙6/EPDM1976年,美国DuPont公司用EPDM改性尼龙,首先开发了超韧尼龙ZetelST。通过EPR、EPDM等接枝MAH来改善聚烯烃弹性体与尼龙6的界面粘接性,所制得合金冲击强度基本在1000J/m左右[4]。宋宏等开发出采用PE-g-MAH为相容剂的超韧尼龙6/EPDM合金[5]。XuehuiWang等研究了环氧化EPDM（eEPDM)和尼龙6的反应挤出体系,结果发现尼龙6/eEPDM(76/24)体系冲击强度为纯尼龙6的18倍,主要原因是环氧化基团能与尼龙6末端基团形成接枝共聚物[6]。荷兰Stamicarbon公司将尼龙6与EPDM、SM
7、A(MA含量14%)共混,结果表明尼龙6/EPDM/SMA(68∶22∶10)合金冲击强度比纯尼龙6提高了14倍,且热变形温度也有所提高[7]。1.1.3 尼龙6/SBS近年来,采用SBS接枝MA的方法改善尼龙6/SBS合金界面粘接性的研究引起了广泛的注意。采用接枝的方法,在SBS分子链上引进羧基等活性基团形成接枝共聚物,就可在熔融共混时与尼龙6的胺基发生化学反应,从而大大改善两相间的界面亲和力和两组分间的相容性。SBS
