接枝POE和EPDM增韧尼龙6的配方研究.doc

接枝POE和EPDM增韧尼龙6的配方研究前言PA6是一种通用的工程塑料，因其本身具有较高的拉伸强度、冲击强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性、自润滑性等优点，被广泛应用于机械、汽车、电器、铁路等行业。但又由于自身吸水性大，低温冲击强度低以及吸水后变形等缺点，使用又受到了一定的限制。因此PA6的改性研究已成为改性料研究领域的一个重要课题。我们根据多年的经验，就接枝POE及接枝EPDM两种增韧剂对PA6增韧料各种性能的影响作了分析研究并探讨了有关生产工艺问题。实验部分主要原材料尼龙6（PA6）石家庄化纤有限责任公司POE 北京兴润达塑胶技术有限公司接枝POE 北京兴润达塑胶技术有限公司接枝EPDM 北京普利宏斌化工有限公司试验设备挤出机SHJ65双螺杆挤出机南京金吉机械设备有限公司注塑机TP120T北京信冠机械设备制造有限公司制样机 承德金建检测仪器有限公司 万能试验机 WSM-2000长春智能仪器设备有限公司冲击机 XJU-5.5悬臂梁冲击试验机承德金建检测仪器有限公司工艺条件挤出温度 230-260螺杆转速 300转/分注塑温度 210-240 检测方法 ASTM结果讨论 1，增韧剂对PA6常温冲击性能的影响PA6改性主要解决两个问题：一是吸水性的降低；二是冲击强度的提高。对于吸水性而言，各种改性剂的加入都会改善PA6的吸水性。问题研究的重点应放在PA6冲击性能的研究上。由于PA6是极性聚合物，而POE和EPDM是非极性聚合物，二者的相容性是关键问题(1)。如图1所示为普通POE和马来酸酐接枝的POE对PA6冲击性能的影响。从图中可以明显看出接枝后的POE由于和PA6的相容性好，冲击强度成倍的增加；而没接枝的POE由于和PA6的相容性不好，其冲击强度几乎不增加。 图 1 增韧剂对PA6韧性的影响1，未接枝POE，2，接枝POE 除了接枝POE对PA6增韧料的冲击性能有增加外，接枝EPDM对PA6增韧料冲击的影响更加明显。如图2为接枝POE接枝EPDM对PA6增韧料冲击性能的影响的比较。从图中可以看出，接枝EPDM由于自身冲击性能优越，因而对PA6增韧料冲击性能的影响明显优于接枝POE。图 2 两种增韧剂对PA6韧性的影响1，接枝POE，2，接枝EPDM对于尼龙6增韧料,其自身的水分含量对尼龙6增韧料冲击性能也有一定影响.含有水分的尼龙6增韧料比干态(不含水分)的尼龙6增韧料冲击强度高.2，不同粘度PA6随增韧剂含量变化时其冲击性能的变化 PA6自身的粘度大小对PA6增韧料冲击性能的影响很大。如下图3所示为不同粘度PA6随增韧剂含量变化时其冲击强度的变化。从图中可以看出，当PA6相对粘度为2.4时和相对粘度为2.8的PA6相比,在相同的增韧剂含量下，其PA6增韧料冲击强度提高的更多，可生产出理想的超韧级PA6。这主要是由于粘度低的PA6其官能团相对增加，与接枝增韧剂的相溶性更好所至。图 1增韧剂对不同粘度尼龙的影响1，PA6粘度为2.8,2,PA6粘度为2.43，增韧剂对PA6增韧料低温冲击性能的影响改善PA6低温冲击性是PA6增韧料研究的重要问题。我们做了两种增韧剂接枝EPDM和接枝POE.在-20时对PA6增韧料冲击性能的影响。如图4所示。从图中可以看出在相同增韧剂含量下，对PA6增韧料低温冲击性能的提高, 接枝EPDM优于接枝POE.图 1: 增韧剂对PA6低温性能影响1，接枝POE，2，接枝EPDM试验证明增韧剂对PA6增韧料的影响在常温和低温下是不一样的.如在常温下,当增韧剂含量超过25%时,继续加入增韧剂PA6增韧料的冲击强度检测值的增加并不明显.但在低温情况下就不是这样, 当增韧剂含量超过25%时,继续加入增韧剂,PA6增韧料的冲击强度仍然明显增加.4，增韧剂对PA6增韧料吸水性的影响由于PA6是一种极性聚合物，因此它的吸水性较大，一般在3%-4%之间。加入改性剂后吸水性会明显下降，大约是原来的30%-50%。这是因为增韧剂一般为非极性聚合物，自身吸水性很小(2)，从而降低了PA6极性基团与水的作用，最终导致PA6增韧料吸水率的下降。如表一所示为两种增韧剂对PA6增韧料吸水性的影响。表一，两种增韧剂对PA6增韧料吸水性的比较产品增韧剂含量 吸水性PA604PA6/接枝POE251.42PA6/接枝EPDM251.485，PA6增韧料的物理机械性能性能根据以上试验数据，我们设计2个PA6增韧料的配方，并做了力学性能的检测，结果如表二所示。从表中可以看出增韧PA6的冲击性能得到了很大的改善，两种料其冲击强度较纯PA6增加了近10倍，进一步扩大了PA6的使用范围,但其相应的拉伸和弯曲性能有所下降;热变形温度也相应降低.表二，各种增韧剂对增韧PA6力学性能的比较从试验中我们还发现接枝增韧剂的接枝率对产品性能的影响也很大，接枝率一般控制在1%左右，否则产品质量会受到很大影响。此外，加工工艺对产品性能也有一定的影响，如PA6的干燥情况、螺杆转速、挤出温度、挤出产量等,特别是增韧剂在PA6中的分散程度非常重要,直接影响PA6增韧料的各种性能。结论 1. 通过增加接枝增韧剂可以明显改善PA6的吸水性和冲击性能； 2. 从吸水率考虑接枝POE效果较