尼龙的增韧性研究及应用前景

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1、尼龙6的增韧性研究及应用前景谢敏敏［摘要］:综述了国内外尼龙增韧改性的研究进展，介绍了高韧性尼龙6工程塑料的研究进展及应用前景，并从不同方面对尼龙的增韧进行了探讨，例如与聚烯烧及弹性体共混增韧、掺混高韧性工程塑料增韧、无机粒了增韧。［关键词］:尼龙6增韧尼龙作为当今第一大工程塑料，大多数站种为结品型聚合物，大分子链中含有酰胺键,能形成氢键，其具有强韧、耐懒、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优界的特性，特别是耐懒性和白润滑性能优良，摩擦系数小，因而尼龙在与其他工程塑料的激烈竟争屮稳步迅速增长，年消费最已经超过100万吨，年增

2、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。但是尼龙6存在低温和T•态冲击性能差，吸水性大等弱点，使其应用领域受到一定限制，为适应工业发展的需要，近年來通过共混改性，使其向高冲击、低吸水和优化加工等方向发展的研究成为广泛关注的课题。尼龙6的增韧丄作口20世纪70年代以来一直是尼龙改性的重要课题，美国、西欧、日木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。高韧尼龙6合金的获得主要有以下三种途径：一是通过与聚烯坯及弹性体共混；二是掺混高

3、韧性工程塑料；三是无机粒子增韧。1.聚烯绘、弹性体增韧尼龙6与非极性或弱极性的聚烯坯、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，与聚烯坯、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坯工弹性体，单体一般为带竣基官能I才I的马来酸阡（MAH）、甲基丙烯酸缩水LT油醇（GMA）；另一种是加入一种能同聚烯坯或弹性体相容的、带冇活性棊团（如环氧基）的第三组分，反应基团可以和尼龙6分了末端的胺基实现反应性相容。另外，采用聚烯坯接枝丙烯酸的方法是改善尼龙与聚烯

4、坯弹性体相容性的另一-种有效途径。这是由于接枝内烯酸共聚物所带的為基官能团同样能与尼龙末端的胺基反应形成化学键。虽然轻基的反应活性不如二酸肝，但是山于丙烯酸自身可以发纶聚合，在接枝过程中可形成较长的聚内烯酸支链，因而对获得较高的接枝率；所制备的接枝共聚物与尼龙产生的反应增容作用也很强烈，通过这一方法所获得的合金同样可以达到超韧性。“壳■核”共聚物增韧尼龙。壳■核”共聚物是以交联的弹性体为核，由具有佼高玻璃化转变温度的聚合物为壳的共聚物。这种共聚物的粒径在聚合过程中可独立地控制，不受共混加工条件的影响，这种共聚物对尼

5、龙有很强的增韧作用oWang^人研究了PA66、聚丙烯(PP)、马來酸肝接枝氮化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)共混物的增韧机理。在PA66基体中，PP圆形微粒被SEBS橡胶包裹而形成这种结构。体系受应力作用时，SEBS颗粒产生空洞，随后这些界面空洞发展为大量裂纹的增长，进而基体产生大量剪切屈服，从而产生良好的增韧效果。1.高韧性工程塑料增韧尼龙6掺混髙韧性工程塑料，不仅可提高材料的韧性，还可以改善其综合性能。此类合金主耍有尼龙6/ABS、尼龙6/PC、尼龙6/PPO等，广泛应用于汽不、电子

6、等领域。尼龙6与ABS不相容,提高尼龙与ABS的相容性,可以用苯乙烯•马来酸酹共聚物(SMA)、ABS与马来酸酹的接枝共聚物、线性环氧树脂等作相容剂。SMA是尼龙6与ABS的一种重要相容剂，由于其分子链中的苯乙烯结构可与ABS相容；同时所含的二酸酊可以在挤出过程中与尼龙6的端胺基反应形成化学键。尼龙6与PC共混体系属于典型的结晶和非结晶的组合体系。日本丄业科学技术学院国立材料与化学研究所采用添加马来酸阡改性SEBS为相容剂研制开发出尼龙6/PC合金。当不添加改SEBS时，尼龙6/PC合金的冲击强度仅为30J/m,但

7、当添加一定最的改性SEBS时，尼龙6/PC合金的冲击强度提高到700J/m,伸长率提高约50倍。尼龙6与PPO(聚苯僦)合金H20世纪70年和发以來逐渐受到人们的重视。这类合金具有低温下冲击强度高，抗蠕变性优良，吸湿性低，耐药站性优良等特点。Chang等人证明：苯乙烯■甲基丙烯酸缩水U油醇其聚物(SGMA)能大大增加尼龙6和PPO的相容性，尼龙6/PPO为50/50时，加入适量的SGMA后拉伸强度、冲击强度都大幅提高。冯威等人的研究表明POE-g-MAH可增加尼龙6/PPO之间的相容性。此外，将尼龙6和高韧尼龙如长

8、链尼龙(尼龙11,尼龙12筹)共混，也可以获得高韧性材料。如FI本合成橡胶公司将80份的尼龙46与20份的尼龙6共混，得到的共混物的冲击强度可达lOOJ/mo2.无机非弹性体增韧尼龙无机填料刚性粒了分为常规填料、超细填料和纳米填料。其增韧机理为：刚性粒了均匀的分散在基体屮，当基体受到冲击时，粒子与基体之间产生来银纹，同时粒子之间的基体也产住塑性变形，吸收冲击