尼龙66增强增韧改性

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1、尼龙66增强增韧改性摘要：针对玻璃纤维增强聚酰胺材料韧性差的问题，对聚酰胺/玻璃纤维复合体系的增韧进行了研究，考察了玻璃纤维、改性聚合物对共混材料力学性能的影响。对PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、不同类型PA合金等几类增韧体系进行了详细介绍。其中聚烯烃应用范围广泛。采用聚烯烃增韧与玻璃纤维共混，在保持复合材料拉伸强度和模量的同时，较大地提高了冲击强度，获得了综合力学性能优异的纤维增强聚酰胺材料。关键词：聚酰胺玻璃纤维增强增韧共混改性一引言聚酰胺（俗称尼龙）具有优异的力学性能、电性能、耐化学药品性、自润滑性，良好的成型加工性能。历年来产量居五大工程塑料之首，在代替传统的金

2、属结构材料方面一直稳定增长。如汽车部件、机械部件、电子电器等领域得到广泛应用。但聚酰胺工程塑料耐热性和耐酸性较差，在干态和低温下冲击强度偏低；吸水率，成型收缩率较大，影响制品尺寸稳定性和电性能。为适用聚酰胺在不同领域的发展，这就要求聚酰胺具有更高的机械强度，耐热性能。机械部件，铁路机车用聚酰胺均对PA的力学性能，尺寸稳定性提出了很高的要求。因此，对尼龙的改性始在必然，采用嵌段、接枝、共混、填充等改性技术和工艺得到关注和发展，使其向多功能发展。采用无机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中加入刚性粒子时，通常在提高材料刚性的同时，降低了材料的韧性，

3、填充量越高，其作用越显著；在另外一些场合采用弹性体增韧PA66，使材料提高了韧性，改善了低温冲击性能，但又使材料的刚性下降。为了平衡冲击性能和刚性，提高材料的综合性能和降低成本，可采用PA66-弹性体-刚性体三元共混复合的办法。以获得增强增韧PA66工程塑料，使其扩大在某些领域的应用范围。二综述中国某研究所研制的超韧PA66（SL-008），以尼龙66树脂为基体，利用多组分弹性体增韧剂的协同作用，通过共混接枝改性，从而获得极佳的增韧效果，再加入玻璃纤维增强，使其综合性能得以提高，SL-008的弯曲强度大于或等于19kj/m2，热变形温度大于或等于243℃[1]，辽阳石油化

4、纤公司采用填充部分玻璃纤维（GF），共混部分低密度聚乙烯（LDPE），聚丙稀（PP）及其马来酸酐接枝物（-g-MAH）等合金技术，成功研制出了高强度，高韧性，加工性能好，成本低的增韧的改性PA66工程塑料[2]。单纯尼龙66的增强改性，能够使其很多性能得到提高，特别是力学性能的提高。采用玻璃纤维增强PA66是目前研究以相当成熟的增强方法，也是增强效果中较佳的方法。如纯的尼龙66的强度一般为60～90MPa，通过玻璃纤维增强后，其强度可提高好几倍，可与金属材料媲美。Lumini等人[3]研究了短玻璃纤维增强PA66复合材料中纤维取向与断裂韧性之间的关系，在一定范围内，断裂韧

5、性与纤维的取向成线性关系，在不同的范围内斜率不同，他们进而在微观结构层面用不同的断裂机理来解释不同这一结果。化工部晨光化工研究院研制了桑塔纳轿车硬度玻璃纤维增强PA66塑料，与普通玻璃纤维增强尼龙66相比，具有较高的硬度，其他物理性能相当，开发该类材料的关键是在PA66结晶过程中添加成核剂，并通过改变挤出机螺杆捏合块的组合，改善玻璃纤维的分散性和成核剂的分散均匀性[4]。本文将探讨玻璃纤维含量、长度及种类对尼龙66力学性能的影响。聚酰胺在低温及干态条件下存在吸水率大，缺口冲击强度低的缺点。针对这些缺点，增韧改性的研究较多，根据增韧种类的不同形成了一系列的增韧理论，如弹性体

6、增韧机理，有机刚性粒子增韧机理，无机刚性粒子增韧机理。这些理论为尼龙的增韧改性带来了理论依据，为以后的增韧研究拓宽了路径。应用与尼龙的增韧剂较多如PA/聚烯烃，PA/弹性体。一般来说弹性体的增韧效果较好，如PA/EPDM，PA/POE，PA/EVA，采用的弹性体的增韧的效果较好能够较大的提高尼龙的韧性，如尼龙基体中加入5～20份的EPDM其缺口冲击强度可以提高4～6倍，但在增韧的同时，对尼龙66的刚性影响较大。而采用有机刚性粒子增韧，如聚烯烃类PE、PP，在较高的提高尼龙66韧性的同时，对尼龙66的刚性影响也相对较小，因此作为增强增韧体系的增韧剂，选用聚烯烃增韧较合理，在

7、较大的提高增强增韧材料韧性的同时，保持了一定高度的刚性。文中将着重探讨聚烯烃及弹性体对改性尼龙66力学性能的影响。由此可见，增强增韧改性尼龙66的性能和值得关注，在增强的同时如何提高材料韧性，在增韧的同时如何保持材料的刚性是需要解决和拓展的问题。三方案设计本文着重考察了以尼龙66为基体，玻璃纤维作为增强材料带来的力学性能的提高，同时探讨了不同增韧剂PE，EPDM，POE在增韧的同时对基体力学性能的影响。以寻求在保持玻璃纤维填充尼龙66一定刚性的同时，较大的提高材料的冲击强度，以求获得综合力学性能优异的增强增韧材料。四实验部分4