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--尼龍(聚酰胺)是zui早且應用zui廣泛的熱塑性工程塑料。具有強韌、耐磨、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕、耐油等優異性能。經過60多年的發展,世界尼龍產量接近600萬t,成為五大工程塑料中產量zui大、用途zui廣、品種zui多的重要的高分子材料。但尼龍,尤其是尼龍6存在低溫和干態沖擊性能差、吸水率大等弱點。為適應工業發展的需要,使其向高沖擊、低吸水和優化加工等方向發展的研究成為廣泛關注的課題。在很多應用領域中,對尼龍的韌性有更高的要求,因此對尼龍進行增韌改性具有重要的理論和實際意義。1976年,美國Du Pont公司用EPDM 改性尼龍,首先開發了超韌尼龍Ze ST。之后美國、西歐和日本先后開發了各種牌號的高抗沖擊性尼龍6合金(超韌尼龍)。與聚烯烴類橡膠彈性體共混是改善尼龍6沖擊性能的一種有效手段。橡膠具有很高的韌性、很低的彈性模量和特別低的Tg,能賦予塑料優良的抗低溫脆性。
--為了獲得良好的增韌效果,共混體系中,橡膠分散相與尼龍6 應具有良好的界面相容性,并在基體中達到一定的分散程度。尼龍6 帶有極性較強的酰胺基團,與非極性的聚烯烴、橡膠或弱極性的聚烯烴共聚彈性體共混時,兩者之間相容性差、相分離現象嚴重,導致合金沖擊強度下降。為了提高尼龍6 與彈性體之間的界面粘結性,zui常采用的方法是將聚烯烴彈性體與馬來酸酐(MAH)進行熔融接枝,使所制備的接枝共聚物帶有二酸酐官能團。這些接枝馬來酸酐彈性體的酸酐官能團在熔融共混時很容易與尼龍6 的端氨基反應形成化學鍵[2-8],提高了界面相容性,從而大大提高了合金的韌性。此外,橡膠用作尼龍的增韌劑,使用前*行硫化,使橡膠適度交聯,由線性結構變成網狀結構是必要的[9]。這是因為,在沖擊過程中,橡膠相受到很大的拉伸應變,產生銀紋狀結構。未交聯的橡膠僅靠分子間的纏結不能阻止分子鏈響應外力時的快速流動和斷裂(橡膠的Tg 遠低于室溫,其松弛時間相當短)。適當的交聯可使通過成纖作用使分子達到很高的應變,同時把力學強度傳遞給纖維。
--熱塑性彈性體與橡膠的不同之處在于不需硫化交聯可直接使用,熱塑性彈性體為共聚高分子或接枝共聚物。SBS(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯的嵌段共聚物)由于大分子中丁二烯的存在賦予了SBS 很高的彈性,丁二烯含量不同彈性亦不一樣。SEBS是SBS經氫化后的產品,耐候性比SBS強。D.R.Paul等研究PA 6/SBS/SBS-g-MAH 后得出,SBS在基體中的相態控制是使尼龍6超韌化的關鍵步驟,與共混方法、加工溫度、SBS含量有*的關系;當共混物中接枝率為1.1%的SBS-g-MAH含量為3%時,20%SBS在尼龍6 基體中就能達到良好的分散性,其粒徑可控制在0.3 μm 左右,合金的缺口沖擊強度可達到1 100J/m。納米復合材料是在復合材料的特征上疊加了納米材料的優點,使材料的可變結構參數及復合效應獲得zui充分的發揮,產生出*的宏觀性能。納米復合材料的發展已經成為納米材料工程的重要組成部分。研究結果表明:以納米復合材料作為基體用彈性體進行增韌,具有彈性體用量少,增韌*的特點。
--采用聚烯烴彈性體增韌方法制備高韌性尼龍6是目前增韌尼龍6 的zui主要開發方向。為了獲得較高的韌性,必須選擇適當的彈性體,適宜的相容劑及用量、沖擊改性劑用量等。而彈性體增韌尼龍6 納米復合材料具有較好的剛性、很高的韌性,其發展前景看好。隨著汽車、電子電器、機械等行業的發展,超韌尼龍6 應用范圍會越來越廣,需求量將會繼續增大。
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