尼龍66增強(qiáng)增韌改性

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1、尼龍66增強(qiáng)增韌改性摘要：針對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺材料韌性差的問題，對(duì)聚酰胺/玻璃纖維復(fù)合體系的增韌進(jìn)行了研究，考察了玻璃纖維、改性聚合物對(duì)共混材料力學(xué)性能的影響。對(duì)PA/聚烯烴、PA/聚烯烴彈性體、不同類型PA合金等幾類增韌體系進(jìn)行了詳細(xì)介紹。其中聚烯烴應(yīng)用范圍廣泛。采用聚烯烴增韌與玻璃纖維共混，在保持復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和模量的同時(shí)，較大地提高了沖擊強(qiáng)度，獲得了綜合力學(xué)性能優(yōu)異的纖維增強(qiáng)聚酰胺材料。關(guān)鍵詞：聚酰胺玻璃纖維增強(qiáng)增韌共混改性一引言聚酰胺（俗稱尼龍）具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、耐化學(xué)藥品性、自潤滑性，良好的成型加工性能。歷年來產(chǎn)量居五大工程塑料之首，在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金

2、屬結(jié)構(gòu)材料方面一直穩(wěn)定增長。如汽車部件、機(jī)械部件、電子電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但聚酰胺工程塑料耐熱性和耐酸性較差，在干態(tài)和低溫下沖擊強(qiáng)度偏低；吸水率，成型收縮率較大，影響制品尺寸穩(wěn)定性和電性能。為適用聚酰胺在不同領(lǐng)域的發(fā)展，這就要求聚酰胺具有更高的機(jī)械強(qiáng)度，耐熱性能。機(jī)械部件，鐵路機(jī)車用聚酰胺均對(duì)PA的力學(xué)性能，尺寸穩(wěn)定性提出了很高的要求。因此，對(duì)尼龍的改性始在必然，采用嵌段、接枝、共混、填充等改性技術(shù)和工藝得到關(guān)注和發(fā)展，使其向多功能發(fā)展。采用無機(jī)填料填充改性可以提高一些性能和降低成本。但研究表明，在PA66中加入剛性粒子時(shí)，通常在提高材料剛性的同時(shí)，降低了材料的韌性，

3、填充量越高，其作用越顯著；在另外一些場(chǎng)合采用彈性體增韌PA66，使材料提高了韌性，改善了低溫沖擊性能，但又使材料的剛性下降。為了平衡沖擊性能和剛性，提高材料的綜合性能和降低成本，可采用PA66-彈性體-剛性體三元共混復(fù)合的辦法。以獲得增強(qiáng)增韌PA66工程塑料，使其擴(kuò)大在某些領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。二綜述中國某研究所研制的超韌PA66（SL-008），以尼龍66樹脂為基體，利用多組分彈性體增韌劑的協(xié)同作用，通過共混接枝改性，從而獲得極佳的增韌效果，再加入玻璃纖維增強(qiáng)，使其綜合性能得以提高，SL-008的彎曲強(qiáng)度大于或等于19kj/m2，熱變形溫度大于或等于243℃[1]，遼陽石油化

4、纖公司采用填充部分玻璃纖維（GF），共混部分低密度聚乙烯（LDPE），聚丙?。≒P）及其馬來酸酐接枝物（-g-MAH）等合金技術(shù)，成功研制出了高強(qiáng)度，高韌性，加工性能好，成本低的增韌的改性PA66工程塑料[2]。單純尼龍66的增強(qiáng)改性，能夠使其很多性能得到提高，特別是力學(xué)性能的提高。采用玻璃纖維增強(qiáng)PA66是目前研究以相當(dāng)成熟的增強(qiáng)方法，也是增強(qiáng)效果中較佳的方法。如純的尼龍66的強(qiáng)度一般為60～90MPa，通過玻璃纖維增強(qiáng)后，其強(qiáng)度可提高好幾倍，可與金屬材料媲美。Lumini等人[3]研究了短玻璃纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合材料中纖維取向與斷裂韌性之間的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，斷裂韌

5、性與纖維的取向成線性關(guān)系，在不同的范圍內(nèi)斜率不同，他們進(jìn)而在微觀結(jié)構(gòu)層面用不同的斷裂機(jī)理來解釋不同這一結(jié)果?；げ砍抗饣ぱ芯吭貉兄屏松Ｋ{轎車硬度玻璃纖維增強(qiáng)PA66塑料，與普通玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66相比，具有較高的硬度，其他物理性能相當(dāng)，開發(fā)該類材料的關(guān)鍵是在PA66結(jié)晶過程中添加成核劑，并通過改變擠出機(jī)螺桿捏合塊的組合，改善玻璃纖維的分散性和成核劑的分散均勻性[4]。本文將探討玻璃纖維含量、長度及種類對(duì)尼龍66力學(xué)性能的影響。聚酰胺在低溫及干態(tài)條件下存在吸水率大，缺口沖擊強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。針對(duì)這些缺點(diǎn)，增韌改性的研究較多，根據(jù)增韌種類的不同形成了一系列的增韌理論，如彈性體

6、增韌機(jī)理，有機(jī)剛性粒子增韌機(jī)理，無機(jī)剛性粒子增韌機(jī)理。這些理論為尼龍的增韌改性帶來了理論依據(jù)，為以后的增韌研究拓寬了路徑。應(yīng)用與尼龍的增韌劑較多如PA/聚烯烴，PA/彈性體。一般來說彈性體的增韌效果較好，如PA/EPDM，PA/POE，PA/EVA，采用的彈性體的增韌的效果較好能夠較大的提高尼龍的韌性，如尼龍基體中加入5～20份的EPDM其缺口沖擊強(qiáng)度可以提高4～6倍，但在增韌的同時(shí)，對(duì)尼龍66的剛性影響較大。而采用有機(jī)剛性粒子增韌，如聚烯烴類PE、PP，在較高的提高尼龍66韌性的同時(shí)，對(duì)尼龍66的剛性影響也相對(duì)較小，因此作為增強(qiáng)增韌體系的增韌劑，選用聚烯烴增韌較合理，在

7、較大的提高增強(qiáng)增韌材料韌性的同時(shí)，保持了一定高度的剛性。文中將著重探討聚烯烴及彈性體對(duì)改性尼龍66力學(xué)性能的影響。由此可見，增強(qiáng)增韌改性尼龍66的性能和值得關(guān)注，在增強(qiáng)的同時(shí)如何提高材料韌性，在增韌的同時(shí)如何保持材料的剛性是需要解決和拓展的問題。三方案設(shè)計(jì)本文著重考察了以尼龍66為基體，玻璃纖維作為增強(qiáng)材料帶來的力學(xué)性能的提高，同時(shí)探討了不同增韌劑PE，EPDM，POE在增韌的同時(shí)對(duì)基體力學(xué)性能的影響。以尋求在保持玻璃纖維填充尼龍66一定剛性的同時(shí)，較大的提高材料的沖擊強(qiáng)度，以求獲得綜合力學(xué)性能優(yōu)異的增強(qiáng)增韌材料。四實(shí)驗(yàn)部分4