PP与PA6共混改性配方设计及性能测试

8-题目：PP与PA6共混改性配方设计及性能测试摘要:本文综述了PP与PA6共混改性的研究情况，其讲述了PP与PA6共混的主要原料、各种助剂、组分及配方，并介绍了PP与PA6共混的步骤制定与实施。并研究了不同份量的PA6对PP与PA6共混的工艺与产品质量的影响，根据实践结果总结出PP与PA6共混改性中PA6的最佳份量，讨论加工工艺过程中的注意事项。关键词:聚丙烯尼龙6共混改性目录引言1实验5结果与分析7结论8参考文献9附录9引言PP作为典型的结晶聚合物，自从1957年开始工业化生产以来发展迅速，是一种应用广泛的塑料。近年来，PP已成为五大通用合成树脂中增长速度最快、新产品最为活跃的品种。它具有密度小、力学性能优良、电绝缘性良好、介电率较小、耐应力开裂、耐化学药品、无毒等优点，但也有一些缺点，如低温脆性，成性收缩率较大，热变形温度不高，耐光、耐磨性差，不易染色，PP的共混改性主要针对上述缺点进行。（1）PA为大品种工程塑料,具有优良的力学性能，耐磨性，自润滑性，耐腐蚀性和较好的成型加工性。利用PA对PP进行共混改性，克服了二者固有的缺点，所得的材料具有优良的综合性能，已成为新的开发热点。目前有关PP/PA共混的研究，包括PP/PA6、PP/PA66、PP/PA11、PP/PA12、PP/PA1010、PP/PA6/EDPM、PP/PA66/EDPM、PP/PA6/SEBS（苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物）等诸多共混体系，研究最较多的是PP/PA6体系。(2)PP为非极性聚合物，与强极性的PA不具有热力学相容性，为获得满意的共混效果，必须改性或采用增溶剂改善两种组分的相容性。PP/PA体系所用的增溶剂有：PP-g-MAH、EPR-g-MAH、SEBS-g-MAH、离子交联聚合物。邱友德等研究了增强PA6/PP-g-MAH（聚丙烯接枝马来酸酐）和PA/PP/PP-g-MAH，指出PP-g-MAH可以明显改善合金的相容性，得到性能优良的产品。段建华等研究了PP/PA6/SEBS共混体系，少量的SEBS可使共混物的冲击韧性得到显著的改善，制得超韧共混物。Beltrame等比较了乙烯丙烯酸丁酯-马来酸酐、EVA-g-MAH对PE/PP/PA的增容作用，认为前者的增容效果较好。沈经纬等研究了PP-g-ITA（衣康酸）对PP/PA的增容作用。Sathe等认为，PP-g-MAH作为增溶剂可显著改善PP/PA的形态及力学性能，尤以4.8%的含量最佳。（2）实验2.1配方设计配方设计依据：PP：非极性聚合物，PP具有良好的耐水、耐油及耐化学性，电绝缘性，吸水性小，一定的强度、弹性和硬度，良好的加工性和突出的抗弯曲疲劳性等优点；但是同时PP也存在着热变形温度低、成型收缩率大，耐光性差和不易染色等问题。PA6：极性聚合物，PA-6具有高强度、弹性好、耐磨耐化学腐蚀性等优点。但是也具有吸水性高，尺寸稳定性差和低温和干态条件下韧性差等缺点。PP-g-MAH：相容剂，使PP与PA6这两种极性不同的树脂更好的混合。其中PP-g-MAH的量为PA-6的1/4时最佳。在保留PP优良的特性条件下，PP/PA-6共混能改善PP的成型收缩率、耐热性和不易染色的特性，拓宽PP的应用领域。材料选择：PP（T30S）、PA、PP-g-MAH（XB-2000）配方表1实验配方对照组12345PP100100100100100100PA-60510152025PP-g-MAN01.252.53.7556.252.2主要设备器械同向平衡双螺杆挤出机规格？厂家？塑料混色机烘箱熔体流动速率仪摆锤冲击试验机注射成型机微机控制电子万能测试机2.3工艺流程2.3.1工艺流程图1）粒料工艺混合混合PP挤出共混挤出共混干燥PA-6干燥PA-6切粒干燥冷却拉条切粒干燥冷却拉条图1？？制样性能测试注射试样干燥共混物粒料性能测试注射试样干燥共混物粒料图22.3.2实验过程物料称量按照配方称取原料：PP2000gPA-6400gPP-g-NAH100g2）预处理先将PA-6放到烘箱中干燥2h，温度为80℃。同向平衡双螺杆挤出机预热，各区的设定温度如下表一区控温二区控温三区控温四区控温五区控温六区控温七区控温八区控温九区控温机头控温设定温度170180190195200210225235235225混合当PA-6干燥完毕后，把PP,PA-6，PP-g-MAH一起投到塑料混色机中混合5分钟，使材料混合均匀。挤出造粒先用纯PP清洗挤出机，当清理完废料后，加入混合好的PP/PA-6混合材料，挤出、拉条、造粒。过程中工艺参数如下一区控温二区控温三区控温四区控温五区控温六区控温七区控温八区控温九区控温机头控温料温料压实际温度1701811911952002092252352402329.95MPa设定温度170180190195200210225235235225主机转速：10.1喂料转度：13.8粒料干燥把挤出的粒料干燥6-8个小时。6）注射试样先把注塑机调好工艺参数预热，各段温度设定为220℃210℃205℃205℃200℃195℃射出位置及压力如下表六段五段四段三段二段一段位置0.00.00.00.040.0压力00005080速度00005080性能测试分别按国标GB/T1040—92实验速度：50mm/min，GB/T16420—1996测试PP/PA-6共混材料的拉伸强度和简支梁冲击强度。7.1冲击强度测试用游标卡尺测量并记录各试样的尺寸，录入计算机清除各项数据进行测试。测试结果如下试样高度/mm宽度/mm缺口/mm吸收功/J冲击强度/KJ/m219.804.021.000.2849.5958913429.684.021.000.30010.262164139.824.061.000.31210.382971949.744.041.000.2899.76034859.844.061.000.31410.4282906平均值9.7764.041.000.299810.085937.2拉伸强度测试用游标卡尺测量并记录各试样的尺寸，录入计算机清除各项数据进行测试。测试结果如下断裂伸长率拉伸强度拉伸屈服应力偏置屈服应力弹性模量最大力％MPaMPaMPaMPaN第1根30.1530.15281.641197.98第2根101.7331.1231.12215.451232.31第3根99.9531.2031.20211.101235.48第4根40.5031.2231.22273.691233.65第5根54.6131.1331.13246.291228.94平均值85.4331.1531.15224.281232.2433.结果与分析3.1PA-6的份量对PP/PA-6混合材料冲击强度的影响图3由图3可以看出加入PA-6对PP的冲击性能明显增强，加入5份时达到最大，当到10到15份时趋于平衡，20份以后开始下降。3.2PA-6的量对PP/PA-6混合材料的拉伸强度的影响由图可以看出加入PA-6对PP的拉伸强度总体来说是有所增强的，图中的数据由于注射试样时的工艺参数没有调好，注射速度慢了，导致材料还没完全填满模具时就冷却了，从而影响了试样的拉伸性能，导致所测数据不准确。所以无法判断PA-6最佳的份量。3.3工艺对制品性能的影响1）螺杆转速的影响：螺杆挤出机的转速大小直接影响组分的流变性能，并由此影响熔融共混中分散相的分散程度。（3）2）共混温度的影响：共混温度是重要的参数之一，经查资料得知，当温度在240℃时，PP/PA-6体系中PA-6粒子在PP连续相中的分散程度很好，几乎看不出来两者间的界面层，也就是说该共混体系中两材料之间的粘合程度很好。（3）4.结论用PA-6改性PP能增强PP的拉伸强度，冲击强度等性能。在PP/PA-6体系中加入PP-g-MAH能有效改善共混体系两材料的相容性，增强两者的粘结度，提高共混物的机械性能。在PP/PA-6共混体系，随PA-6增加，共混改性塑料的熔体流动速率随着减低，力学性能出现先上升后降低的趋势，当PP/PA6=100／15时共混物的