聚碳酸酯弹性体复合增韧尼龙66工程塑料的制备与研究.pdf

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1、聚碳酸酯/弹性体复合增韧尼龙66工程塑料的制备与研究聚碳酸酯/弹性体复合增韧尼龙66工程塑料的制备与研究华东理工大学樊玮，周婷婷，赵龙宝，何思阳，路其臻指导老师：吴唯教授摘要：本课题旨在研究尼龙66/聚碳酸酯/硅橡胶复合物的结构与性能，硅橡胶作为增韧剂通过动态硫化的方法复合到尼龙66/聚碳酸酯中去。硅橡胶在PA66基体中交联形成网络结构，将尼龙和聚碳酸酯紧紧捆绑在一起，限制了由于尼龙和聚碳酸酯相容性不好的相分离，从而避免了材料在受到力的作用时层间发生地滑移，使得共混物具有了更好的力学性能。关键字：尼龙66

2、，聚碳酸酯，硅橡胶，semi-IPN结构1.研究背景聚碳酸酯(PC)的机械性能优异，尤其是冲击强度高，在工程塑料中居首位，耐蠕变性好，尺寸稳定性高．可在120～150℃的范围内连续使用。但PC对缺口敏感．耐应力开裂能力差，耐磨性差，熔体粘度大不易加工。尼龙(PA)的机械强度高，耐磨性、自润滑性、熔体流动性以及耐油性好，但其耐热、抗冲击强度和尺寸稳定性较差。因此。PC和PA材料在性能方面具有较好的互补性，如果二者的共混体系相容，那么PA可以提高PC的抗溶剂能力．改善加工性能；而PC可以提高PA的抗冲强度，改

3、善其低温脆性，降低吸水率，提高抗蠕变性和尺寸稳定性。因此PC／PA共混体系的研究具有重要意义。硅橡胶(SiliconeRubber)属高性能优质材料，但无论是固态还是液态，均由3种组分组成：聚合物、填充料和添加剂。通过调整添加剂和颜料、稳定剂等其他材料的比例，可生产出个性化的硅橡胶以满足特定需求。硅橡胶的生物相容性和多种物理特性等方面具有优势。硅橡胶是高相对分子质量聚硅氧烷经补强、硫化等工序而制成的有机硅弹性体，其主链是以交替Si—O键连接，由于Si—O键键能比C—C键键能高得多，因而硅橡胶具有高耐热稳定

4、性。但是随着科技的发展，硅橡胶的耐热性已不能满足在苛刻条件下的使用要求。因此，改善硅橡胶的耐热性是当前硅橡胶领域的热门话题。当尼龙和聚碳酸酯共混挤出时，由于加入硅橡胶进行动态硫化，从而硅橡胶在共混物中形成了semi-IPN结构，将尼龙和聚碳酸酯紧紧捆绑在一起，限制了由于尼龙和聚碳酸酯相容性不好的相分离，从而避免了材料在受到力的作用时层间发生地滑移，使得共混物具有了更好的力学性能。2.研究方案2.1反应挤出法制备聚碳酸酯与硅橡胶复合增韧尼龙66工程塑料在烘料温度不大于90℃、烘料时间不小于14h抽真空的条件

5、下将尼龙66，聚碳酸酯，OMMT等原料烘干，并与硅橡胶、硫化剂、抗氧剂等原料按照所设计的不同配比均匀混合，1聚碳酸酯/弹性体复合增韧尼龙66工程塑料的制备与研究在温度为260～275℃、螺杆转速设定为60～100r／min的双螺杆挤出机中共混挤出造粒（将反应性粒料投入双螺杆挤出机加料口，经动态硫化后，从口模挤出长条状的胶条。将胶条在鼓风烘箱高温干燥二次硫化。）。挤出物经水冷、铸带、切粒，可得到尼龙66、PC与硅橡胶等原料不同比例的共混物。其工艺流程图如下：硅橡胶PCPA66双螺杆挤出机械混合挤出水冷切粒机

6、熔融共混其它助剂PA66/PC/硅橡胶（OMMT）表2-1工艺流程图所得样品颗粒在室温条件下静置24h以上，再次在温度不大于90℃、烘料时间不小于14h的条件下烘干，从而在塑料注塑成型机内进行注塑成型，成型温度270~275℃，模具温度80℃，从而制得测量力学性能的样条。表2.1共混物样品原料配比甲基乙加成型样品PA66PCOMMT烯基硅橡胶硅橡胶#1970300#2935200#3925300#4925310#59154002聚碳酸酯/弹性体复合增韧尼龙66工程塑料的制备与研究#69350042.2微观

7、结构分析及其他性能测试2.2.1微观结构分析A．TEM观察选取含有4%加成型硅橡胶的样品和含有蒙脱土的样品作为研究对象，首先对样品进行切片、染色制样，然后用透射电子显微镜进行其界面样貌的观察和结构的分析，并拍照得到微观表面的放大照片。B．SEM观察共混物的力学性能与各组分的共混效果、助剂在基体中的分散程度及分散效果等因素密切相关，用SEM观察PA66与硅橡胶、聚碳酸酯的共混界面情况、助剂在基体中的分散是否均匀、观察蒙脱土粒径大小及分布情况、PA66/聚碳酸酯/硅橡胶系的界面结合程度分析形貌象并进行微区成分

8、及晶体结构分析，从而为性能分析提供有力的根据。SEM分析步骤：①先将样品放入液氮中冷却，待冷却完全后取出，使用锐器敲击表面，形成断面；②试样断面在正庚烷中刻蚀24h；③真空喷金试样断面；④用SEM观察试样断面形态。2.2.2力学性能的测试对于改性体系，其最终应用将用于工程塑料，最重要的性能指标是各项力学性能（冲击强度、拉伸强度、弯曲性能及硬度），根据标准测试材料力学性能，通过性能测试分析各因素对性能的影响，从而得到体系的最佳工