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PA66增韌研究最新進展

文章出處：錦弘新材料發(fā)布時間：2021-10-12 14:09:48 點擊數(shù)：【1354】

PA66一直保持良好的增長勢頭，并有望實現(xiàn)多種用途的發(fā)展。但是，PA66具有吸水率高，尺寸穩(wěn)定性差，低溫沖擊強度差，熱變形溫度低等缺點。為克服這些缺點，可以通過添加各種改性劑進行改善。

PA66結構式

PA66改性的一個重要方向是高韌性和耐低溫。對于PA66的增韌改性以及增強PA66的增韌改性，國內外學者做了較多的學術研究，部分進展如下。

（一）PA66增韌研究進展

TPU增韌

黨海春等采用TPU為增韌劑對PA66進行共混增韌改性，PA66/TPU復合材料缺口沖擊強度有大幅度提升提高，復合材料拉伸性能只是輕微下降。當TPU的添加量為5%時，力學性能達到最佳。結晶度下降50%，說明該體系對PA66有明顯的增韌效果。

TPU

成核劑

ShiSH等在PA66和ipp體系中，提出了一種簡易的核球結構誘導方法。通過控制β成核劑(NAS)的擴散和自組裝行為，成功地將NAS的自組裝和異相成核定位在PA66球的近界面區(qū)域。PA66-核和β-PP-柚子結構具有良好的增韌性能。

PPO合金

Yang K等采用自行設計的模擬拉伸流動的三角形排列三螺桿擠出機和商用雙螺桿擠出機，對高粘度比的PA66/PPO共混物進行了研究。為了改善不相容PA66/PPO共混物的力學性能，采用了PPO-g-MAH和SEBS嵌段共聚物。結果表明，具有拉伸作用的TTSE在高粘度比聚合物的共混中是有效的。

PA66/PPO合金

Wenfei Li等通過反應擠出法制備PPO-g-MAH，并制備了PPO-g-MAH/PA66的共混物。與PPO/PA66共混物相比，PPO-g-MAH/PA66共混物的機械性能得到明顯改善。通過掃描電鏡在PPO-g-MAH/PA66共混物中發(fā)現(xiàn)具有較窄分布的較小分散粒徑，用旋轉流變儀研究了PPO-g-MAH/PA66共混物的流變性質。

接枝POE

王小黎采用ITA-g-POE對PA66進行增韌改性，結果表明，ITA-g-POE能夠與PA66的氨基發(fā)生化學反應，從而增大基體與增韌劑之間的界面結合力，使得復合材料的韌性得到明顯的提升。當增韌劑含量為20%，復合材料的缺口沖擊強是純PA66的18.6倍。

硅橡膠復合

Chen J等主要研究PA66/PC/硅橡膠復合材料，以硅橡膠為增韌劑，采用動態(tài)硫化法制備了復合材料，具有優(yōu)異的力學性能和耐高溫性能，因此硅橡膠與PC的復合增韌是一種理想的增韌體系。硅橡膠在PA66/PC基體中的交聯(lián)形成了類似于網(wǎng)狀結構，有利于增強兩相之間的相互作用力。此外PA66/PC/硅橡膠/OMMT復合材料在不影響其它力學性能的情況下，具有較好的彎曲強度和彎曲模量。

納米復合材料

Jun Chen等用有機改性的納米復合材料OMMT協(xié)同彈性體對PA66/PA6進行增韌。將不同含量OMMT通過混合PA6作為母料，然后在雙螺桿擠出機中將其與PA66和不同的彈性體混合。POE-g-MAH顆粒的摻入顯著增韌了納米復合材料，但拉伸模量和強度均降低。相反，OMMT增加了模量但降低了斷裂韌性，納米復合材料表現(xiàn)出平衡的剛度和韌性。

（二）PA66增強增韌研究進展

PA66在實際應用中往往要添加無機填料或其他高強度聚合物進行增強改性，以提升剛性。無機填料包括碳纖維、碳酸鈣、二氧化硅、玻璃珠、玻璃纖維等。其中玻纖增強最為常用，增強材料的優(yōu)點是密度高、耐各種腐蝕、工藝簡單和成本低，主要用途是汽車，建筑材料和外殼材料等。

但是玻璃纖維等與聚合物共混的時候會現(xiàn)相分離現(xiàn)象，因此相容劑和增韌劑的使用是必要的，增強PA66材料往往也需要進行增韌。對于PA66的增強增韌研究進展如下:

EPDM, POE和LDPE

常杰等采用三種增韌劑用來改善玻纖增強PA66體系的韌性，橡膠相分別為EPDM, POE和LDPE。探討了常溫條件下，三種增韌劑對體系力學性能的影響，及其在-30℃和-50℃時體系缺口沖擊強度的變化情況。結果表明，增韌劑EPDM-g-MAH能夠最有效的增韌玻纖增強PA66體系，耐低溫沖擊性能優(yōu)于其他兩種增韌劑。

核-殼結構的硅橡膠

王成等對玻纖增強PA66體系進行增韌改性研究，制備核-殼結構的硅橡膠作為增韌劑。結果表明當隨著核-殼結構的硅橡膠的添加量為8%時，復合材料材料的缺口沖擊強度比原來增長了1.5倍，說明該增韌劑對PA66有明顯增韌效果。

EMG共聚物

Wu B等發(fā)現(xiàn)乙烯、馬來酸酐和甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物（EMG），對PPS和PA66具有良好的增容作用，可以防止分散粒子的聚集，增強界面結合。此外，它不僅可以作為PA66的成核劑，細化其球晶，改善其結晶度，而且還能促進共混物的表觀粘度，提高非牛頓行為。

POE-g-MAH與EPDM-g-MAH

郭唐華等以PA66樹脂為基體，玻璃纖維為增強劑，POE-g-MAH為增韌劑。利用增韌劑粒料和螺桿的搭配來控制制備不同增強增韌復合材料，結果表明，使用增韌劑母粒且加強螺桿轉速，可以有效降低分散相的微觀尺寸，改善增韌劑在增強PA66中的分散。分散相尺寸降低后樣品的缺口沖擊強度最高達到30.88 kJ/m2，拉伸強度為224 MPa。

POE-g-MAH

Bin Yang等研究長玻纖增強PA66，確定LGF的最優(yōu)使用量。探討兩種增韌劑POE-g-MAH和EPDM-g-MAH對LGF-PA66的力學性能的影響。發(fā)現(xiàn)當任何不同的增韌劑含量為2.5%時，復合材料達到最大拉伸強度。

EVA增韌

Song Zhou等采用EVA增韌HA/PA66復合材料，結果表明，組成的變化通過不同的機理顯著影響復合材料的性能，并且10%EVA對改善HA/PA66沖擊強度更有效。這是由于EVA的分子鏈比較靈活，HA更均勻分布于PA66基質，以及EVA, HA和PA66之間存在相互作用。

EVA粒子

（三）實際生產(chǎn)常用增韌劑及供應商

以上是部分關于PA66及其增強材料的增韌研究情況。然而，在廣大企業(yè)實際生產(chǎn)過程中，最常用的增韌方式還是添加馬來酸酐及環(huán)氧基團接枝彈性體的增韌劑，包括POE-g-MAH，POE-g-GMA，SEBS-g-MAH，EPDM-g-MAH等。

而MAH的接枝率對增韌效果有明顯的影響，一般接枝率越高，增韌效果越好。

接枝率分別為T1：0.89%，T2：0.78%，T3：0.61%的EPDM-g-MAH對PA66的增韌效果

而增韌劑的添加量對PA66體系韌性也有顯著影響，一般添加量在20%左右會出現(xiàn)一個轉折點。

不同添加量的EPDM-g-MAH對PA66增韌效果

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