高韌尼龍6合金的主要制備方法

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1、高韌尼龍6合金的獲得主要有以下三種途徑：一是通過(guò)與聚烯烴及彈性體共混；二是摻混高韌性工程塑料；三是無(wú)機(jī)粒子增韌。?1.?聚烯烴、彈性體增韌?尼龍6與非極性或弱極性的聚烯烴、彈性體共混可以改善韌性。但尼龍6帶有強(qiáng)極性的酰胺基團(tuán),與聚烯烴、彈性體的相容性差,導(dǎo)致合金的韌性下降。解決相容性的方法有兩種：一種方法是尼龍6中加入單體熔融接枝聚烯烴或彈性體,單體一般為帶羧基官能團(tuán)的馬來(lái)酸酐(MAH)、甲基丙烯酸縮水甘油醇(GMA)；另一種是加入一種能同聚烯烴或彈性體相容的、帶有活性基團(tuán)(如環(huán)氧基)的第三組分,反應(yīng)基團(tuán)可以和尼龍6分子末端的胺基實(shí)現(xiàn)

2、反應(yīng)性相容。?1.1?尼龍6/聚烯烴?通過(guò)與聚烯烴共混可提高尼龍6的低溫、干態(tài)下的沖擊強(qiáng)度并降低其吸濕性。研究表明當(dāng)MAH的接枝率為2.3?%時(shí),尼龍6/PP-g-MAH合金的沖擊強(qiáng)度得到大幅的提高,吸濕性大大降低。當(dāng)PP-g-MAH在共混合金中含量為30?%左右時(shí),可獲得超韌性尼龍6材料。用HDPE-g-MAH與尼龍6密煉混合后,所得合金在當(dāng)HDPE的用量為總用量的1/3時(shí),其缺口沖擊強(qiáng)度比純尼龍6高2.4倍，發(fā)現(xiàn)當(dāng)LDPE-g-MAH在尼龍6共混物中含量達(dá)40?%時(shí),干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度提高了7~8倍。接枝HDPE除了在干態(tài)沖擊強(qiáng)度

3、方面稍差于LDPE外,其它方面都表現(xiàn)出更令人滿意的效果。?1.2?尼龍6/EPDM?1976年,美國(guó)Du?Pont公司用EPDM改性尼龍,首先開(kāi)發(fā)了超韌尼龍Zetel?ST。通過(guò)EPR、EPDM等接枝MAH來(lái)改善聚烯烴彈性體與尼龍6的界面粘接性,所制得合金沖擊強(qiáng)度基本在1?000?J/m左右。采用PE-g-MAH為相容劑的超韌尼龍6/EPDM合金。研究環(huán)氧化EPDM（eEPDM)和尼龍6的反應(yīng)擠出體系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)尼龍6/eEPDM(76/24)體系沖擊強(qiáng)度為純尼龍6的18倍,主要原因是環(huán)氧化基團(tuán)能與尼龍6末端基團(tuán)形成接枝共聚物。將尼龍6

4、與EPDM、SMA(MA含量14?%)共混,結(jié)果表明尼龍6/EPDM/SMA(68∶22∶10)合金沖擊強(qiáng)度比純尼龍6提高了14倍,且熱變形溫度也有所提高。?1.3?尼龍6/SBS?近年來(lái),采用SBS接枝MA的方法改善尼龍6/SBS合金界面粘接性的研究引起了廣泛的注意。采用接枝的方法,在SBS分子鏈上引進(jìn)羧基等活性基團(tuán)形成接枝共聚物,就可在熔融共混時(shí)與尼龍6的胺基發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而大大改善兩相間的界面親和力和兩組分間的相容性。SBS在基體中的相態(tài)控制是使尼龍6高韌化的關(guān)鍵,并與加工溫度、共混方法、SBS含量有極大的關(guān)系；當(dāng)MA的接枝率

5、為1.1?%、SBS-g-MA含量為3?%時(shí),20?%的SBS在尼龍6基體中就能達(dá)到良好的分散性,其粒徑可控制在0.3μm左右,合金的缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)到1?100?J/m。研究表明,SBS-g-MAH可明顯改進(jìn)SBS和尼龍6的相容性,在室溫條件下,當(dāng)添加量為10?%時(shí),合金的沖擊強(qiáng)度高于純PA6的4倍以上；在低溫條件下,當(dāng)添加量為15?%,材料的沖擊強(qiáng)度為純PA6的6倍,SBS-g-MAH的疏水性降低了共混物的吸水性。以DPE∶SBS∶D∶MAH=50∶50∶0.1∶1.5制得的相容劑LDPE/SBS-g-MAH能單獨(dú)作為增韌劑與尼龍

6、6很好地相容,并提高尼龍6的韌性,當(dāng)其含量為15?%左右時(shí),合金的綜合性能優(yōu)良。?1.4?尼龍6/EVA?采用廉價(jià)的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作為尼龍6增韌劑是增韌尼龍6的有效途徑。乙烯-丙烯酸共聚物(商品名為Nucrel)和乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物(商品名為Elvaloy),這兩種共聚物與乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)具有相近的分子鏈結(jié)構(gòu),且又都含有可與尼龍6的端胺基反應(yīng)的羧基官能團(tuán),因此成為尼龍6/EVA超韌性合金的反應(yīng)型相容劑。研究尼龍6/EVA(80/20)共混體系時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)Elvaloy和Nucrel為5?%時(shí),合

7、金的缺口沖擊強(qiáng)度就可達(dá)到800?J/m以上。研究發(fā)現(xiàn)尼龍6/EVA/EVA-g-MAH共混體系的沖擊強(qiáng)度明顯高于尼龍6/EPDM/EPDM-g-MAH體系。研究了尼龍6/EVA-g-MAH和尼龍6/EVA/EVA-g-MA共混體系,發(fā)現(xiàn)當(dāng)彈性體含量達(dá)到20?%時(shí),共混物的沖擊強(qiáng)度都達(dá)到了純尼龍6的7倍以上。ArupR.?Bha?Hacharyya發(fā)現(xiàn)尼龍6/EVA-g-MAH(80/20)合金體系常溫下沖擊強(qiáng)度隨EVA-g-MAH中MAH含量的增加而增大,MAH含量為6?%時(shí),沖擊強(qiáng)度達(dá)到純尼龍6的12倍以上。?1.5?尼龍6/“殼-

8、核”型共聚物?采用“殼-核”型共聚物作為尼龍6的增韌劑是尼龍6增韌的一個(gè)方向。通?！皻?核”沖擊改性劑的核由軟的聚丁二烯或丙烯酸丁酯橡膠組成,而殼可以是硬的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的共聚物。采用“殼-核”型共聚物增韌尼龍6