聚酰胺改性的研究进展

1、聚酰胺改性的研究进展聚酰胺改性的研究进展答辩人：柴俊指导老师：郜娅2014.04.15主要内容 1.简介 2.共混改性 -2.1 聚酰胺与通用塑料共混 -2.2 聚酰胺与工程塑料共混 -2.3 聚酰胺与弹性体共混 3.填充改性 -3.1.填充增强剂 -3.2.OMMT改性PA6制备纳米复合材料 4.小结聚酰胺简介 聚酰胺俗称尼龙，英文名称Polyamide（简称PA） 优点：因其结构特点,一类强极性、分子间能形成氢键、在一定条件下具有一定反应活性的结晶性聚合物，具有优良的力学性能，耐磨性，自润滑性，耐油性，耐腐蚀性和较好的成型加工性能。聚酰胺简介 缺点：然而，正因为其强极性的特点，使得吸水率大

2、，影响尺寸稳定性和电性能，此外，PA的耐热性和低温冲击强度亦有待提高。聚酰胺改性的可能 PA 的反应活性使其易于改性，可通过纤维增强，无机物填充以及与其它聚合物或不同品种PA之间的共混来制得复合材料或合金。 共混改性是改善PA 性能缺点的有效方法，近年来随着反应性增容技术的发展，PA 共混改性也迅速发展，开发出众多的PA 合金品种。2.1 聚酰胺与通用塑料共混 2.1.1 PA/PE 共混改性 聚乙烯为非极性聚合物，它们与强极性的聚酰胺不具有热力学相容性，必须加入相容剂或通过机械共混的强烈剪切作用才能得到满意的共混效果。 研究人员采用二茂金属络合物催化剂制备新型官能团封端聚乙烯作为PA6/PE

3、共混体系的相容剂，加入10%这种相容剂，共混物的强度和韧性均有较大程度的提高。 PA/PE 共混改性应用 HDPE是燃油箱的首选材料，自70年代推广以来增长很快。欧洲HDPE燃油箱普及率已达60%。但未经处理的 HDPE 燃油箱在天气热时可能释放出高达20g/24h的燃油蒸汽，为此必须对HDPE 燃油箱进行阻隔处理。PA加入HDPE中处理的方法有二种，其中Du Pont公司的Selar 阻隔技术是在加入7%的Selar阻隔尼龙片的注射成型时，据说比未处理的HDPE燃油箱烃类渗漏减少97%。该技术已用于Lous Elan车上。还有一种是多层共挤出技术，即HDPE层、粘合层、尼龙阻隔层同时挤出成型

4、。 PP有较高的拉伸强度、刚度、硬度、耐应力开裂性和耐热性。近年来，PA/PP 相容剂的研究取得了很大进展。发现马来酸接枝PP（PP-g-MAC）增容PA6/PP效果的特征参数是MFR而不是接枝率，使用高MFR（如6.7g/10min）能显著提高PA6/PP合金的冲击韧性，比纯PA 可提高50%以上。2.1.2 PA/PP 2.1.2 PA/PP 共混改性共混改性0510152025303540451PA改性前PA改性后PA/PP 共混改性 应用 Atochem 公司开发的 PA/PP 合金 Orgalloy 是一种新的有竞争力的材料，其流动性很象 PP 而又比 Noryl GTX 便宜。日本

5、的 Be-1 和 Pao 车型都采用 PP/PA 合金做挡泥板，可在线涂装，降低了成本。2.2 PA/工程塑料共混 2.2.1 PA/ABS 共混改性 此类合金的突出优点是热变形温度远高于PA，且有较高的维卡软化点，加之良好的加工流动性，使其为制造要求外观质量高的大型制品提供了保证，因此PA/ABS 成为制造汽车车身壳板等汽车部件的理想材料。 PA/ABS 共混改性 用反应性相容剂聚（N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯- 马来酸酐）增容PA6/ABS体系。随着SAM树脂替代SAN用量的增加,共混物的拉伸和弯曲性能先降低后增加。 PC是一种透光性、强度、韧性及尺寸稳定性等极好的工程塑料，与PA共混有望提

6、高PA强度、韧性及尺寸稳定性。通过SEM研究拉伸试样和Izod 冲击试样的形变区，发现PA6/PC 体系的两相界面易产生空洞，因为SEBS-g-MAH和未改性SEBS并用，使PC微区未被完全包封，所以基体能分散拉伸和冲击能，使剪切屈服强度增加，体系力学性能显著提高。2.2.2 PA/PC 共混改性2.2.3 PA6/PBT共混改性 聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）具有刚度好、强度高、耐热老化性优异、耐有机溶剂性好、易加工成型等优点，同时也具有冲击韧性差、在高温、高湿环境下易分解等缺点。将两者制成合金，可改善PA6的吸水性。2.3 PA 与弹性体共混 聚酰胺与弹性体（E）共混的目的主要是增加韧性。

7、所用弹性体，一般是烯烃共聚物，而且为了增加与PA的相容性，必须经过羧酸基酸酐接枝改性； 研究了PA6/eEPDM（环氧化EP-DM）反应挤出体系。结果发现体系强度大幅度提高。主要因环氧化基团能与PA6终端基团形成接枝共聚物，PA6/eEPDM(76/24)体系冲击强度为纯PA6的18倍。3.填充改性 3.1.填充增强剂玻纤，PA66，PA6中最多可加50，PA6，PA10， PA11PAl2中最高加入量为30；玻璃微珠PA66、PAl2中可加50；碳纤维和石墨纤维，PA6中可加20，PA66，PA11，PAl2中可加40，碳黑和石墨添加量一般不超过5；金属粉末(铝、铁、青铜、锌、铜)，可提高树

8、脂热变形温度和导电性；二氧化硅和硅酸盐，最多可加40；液晶聚合物(LCP)，最高加人量为30；其中最常用的增强剂是玻纤，这是因为PA熔体粘度较低，且玻纤与PA亲合性好，当填加较多的玻纤时，仍能保持在良好的加工粘度范围内，且增强效果。3.2 OMMT改性PA6制备纳米复合材料周雪琴等人采用环氧树脂改性MMT ,得到有机化改性的OMMT ,然后通过熔融插层法制备PA6/ OMMT 纳米复合材料,并利用X 射线衍射仪、透射电子显微镜、万能材料试验机等研究了纳米复合材料的形态结构、力学性能及热稳定性结果表明,经环氧树脂改性得到的OMMT 的层间距明显增加,从未改性的1. 22 nm 增加到5. 13 nm ,并以纳米尺度分散于PA6 基体中;随着OMMT 含量的增加,PA6/ OMMT 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加,热变形温度提高,拉伸强度可达76 MPa ,弯曲模量达到3. 462 GPa ,热变形温度为134 ; PA6/ OMMT 复合材料失重10 %时的温度为422 ,比纯PA6 提高16 ,提高了PA6 的热稳定性。 图2 PA6及其复合材料的TG曲线4 小结聚酰胺与通用塑料共混，聚酰胺与工程塑料共混改性，聚酰胺与弹性体共混，PA6的增容改性，OMMT改性PA6制备纳米复合材料这些改性方法中我比较