超韌尼龍的共混改性技術(shù)、性能比較及應(yīng)用

王雪薇等

摘 要：超韌尼龍改善了普通尼龍低溫和干態(tài)沖擊性能差、吸水率大等缺點，因此了解尼龍的超韌改性研究以及現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r具有重要的理論和實際意義。該文針對超韌尼龍的幾種共混改性技術(shù)及其性能、應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：超韌尼龍 共混改性

中圖分類號：TQ342.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0030-01

隨著高分子材料的迅猛前進(jìn)，對于已經(jīng)發(fā)展純熟的材料來講，今后一個重要的方向就是通過對現(xiàn)有聚合物進(jìn)行物理或化學(xué)改性，使其進(jìn)一步高性能化、結(jié)構(gòu)化和功能化，來完成新的使命。熱塑性工程塑料中應(yīng)用最廣泛的尼龍，同時也是最早應(yīng)用的。多年技術(shù)的發(fā)展后，尼龍為五大工程塑料中用途最廣、產(chǎn)量最大、用量最多的品種，產(chǎn)量接近600萬噸。可是許多缺點仍存在于尼龍中，為了工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)如今最主要的研究和發(fā)展趨勢之一，即令其向低吸水、高沖擊和易加工等方向發(fā)展。

1 超韌尼龍的共混改性

早在50年前，美國聯(lián)合化學(xué)公司把25%重量份乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）分散在己內(nèi)酰胺中，于225℃聚合后得接枝聚合物，得到的接枝聚合物缺口沖擊強(qiáng)度超過尼龍6與EEA共混物的20倍。顯然，沖擊強(qiáng)度大幅度提高，與接枝物的生成有關(guān)[1]。

通過國外大量資料所披露的情況看，Zytel ST以及不同牌號的超韌尼龍的制備方法大多是以尼龍6或66與吸收沖擊能的彈性體，以共混接枝法組成多相合金，或是滲混含有起偶聯(lián)作用的第三組分組成尼龍摻合物。與接枝共聚方法相比，在造價或品種多樣化方面都有利。

尼龍材料選用最多的增容劑是經(jīng)馬來酸酐接枝的聚合物，有EPR、EPDM、PP、ABS、SEBS等。根據(jù)不同合金體系第三組分增容劑有所不同，如PA6/聚烯烴、彈性體體系目前主要采用聚丙烯與馬來酸酐（MAH）的接枝共聚物（PP-g-MAH）實現(xiàn)增容。目前，EPDM/IIR-MAH接枝聚合物和EVA/IIR-MAH接枝聚合物或離子鍵聚合物/IIR（EPR）的熱熔彈性體等被認(rèn)為是超韌尼龍合金對象的優(yōu)秀侯選者。

除上述合金體系外，還有甲基丙烯酸縮水甘油酯直接加入尼龍和EVA，或乙烯-α烯烴共聚彈性體接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯后與尼龍共混，后在有機(jī)過氧化物存在條件下于擠出機(jī)內(nèi)直接接枝聚合；羅姆哈斯公司采用不飽和羧酸丙烯酸系彈性體，與少量高分子量的尼龍共混，制得抗沖擊強(qiáng)度大的濃縮物，再將它與低分子量的尼龍共混[2]，丙烯酸（酯）系彈性體的羧基部分地與金屬離子（Zn、Al、Na）鍵合的離子聚合物與尼龍共混。

2 超韌尼龍的性能

超韌尼龍在-40℃低溫下為普通尼龍室溫沖擊值的3～6倍，其沖擊強(qiáng)度為原來普通尼龍的15～20倍，聚碳酸酯的缺口（1/4''厚）沖擊值也不如它[3]。

根據(jù)杜邦公司的專利[4]，尼龍66與15%重量份的富馬酸（FA）-EPDM接枝聚合物（含1.4%FA）的合金，其缺口Izod沖擊強(qiáng)度為88～96 kg·cm/cm，比原尼龍66（5.4 kg. cm/cm）提高15倍以上。改善尼龍6與聚烯烴彈性體的界面粘結(jié)性可以通過EPR、EPDM等接枝MAH，得到的合金沖擊強(qiáng)度大概在1000 J/m左右[5]。

將尼龍6與EPDM、SMA（MA含量14%）共混，是荷蘭Stamicarbon公司所研究的。測試表明尼龍6/EPDM/SMA（68：22：10）合金熱變形溫度有所提高，且其沖擊強(qiáng)度比原尼龍6提高了14倍 [6]。

日本東麗工業(yè)公司的研究表明，將20份馬來酸酐改性橡膠（EPR）：r-縮水甘油丙氧基三甲基硅烷處理的填料（LMS300）=3∶7的混合物和80份尼龍6共混制得的尼龍合金具有均衡的耐熱、耐沖擊性以及剛性 [7]。

大日本油墨化學(xué)公司研制生產(chǎn)的PIC-PPS-PN系列產(chǎn)品，具有140℃～170℃的長期耐熱性、剛性較好、成本較低[8]。

我國某研究所研制了超韌尼龍66（SL-008）是以尼龍66為基體，利用多組分彈性體增韌劑的協(xié)同作用，進(jìn)行共混接枝改性，從而獲得極佳的增韌效果，之后加入玻纖增強(qiáng)提高其綜合力學(xué)性能。所制得的SL-008的彎曲強(qiáng)度大于或等于220 MPa，缺口沖擊強(qiáng)度大于或等于19 kJ/m2，綜合力學(xué)性能已趕超美國杜邦公司的ST-801、SL-012，居同類產(chǎn)品中的領(lǐng)先水平[9]。

3 應(yīng)用

共混改性的超韌尼龍的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在機(jī)械的小型化、低噪聲、抗腐蝕、壽命長這四個方面，且具有高強(qiáng)度、耐沖擊、耐磨損等優(yōu)點。作為機(jī)械部件，可以制作各種齒輪，凸輪、滑輪、鏈輪以及拖拉機(jī)的汽缸蓋作為汽車和自行車部件，可以制作油盤、連接器，引擎罩和自行車車輪，作為體育用品，可以制作羽毛球拍、網(wǎng)球拍和冬季滑雪體育用品，還可以制作安全燈罩、船燈管塞、冷凍庫零件等。例如，車的擋泥板，在1999年本田公司銷售的采用尼龍6/ABS合金。

參考文獻(xiàn)

[1] 日特公，昭44-29262.

[2] 日特公，昭54-101853.

[3] Mod.Plastics，1978（11）：26.

[4] 日特公，昭55-44108.

[5] 汪曉東，金日光.尼龍6超韌化[J].合成樹脂及塑料，1996，13（4）：49-52.

[6] DEBETS，et al.EP 0348.00，1989.

[7] YAMANAKA，TOORA，et al.JP 08 53，624.1996.

[8] 于中振，歐玉春.超韌尼龍6體系的流變與力學(xué)行為[J].高分子材料與工程，2000，16（6）：102-104.

[9] 杜強(qiáng)國.增韌尼龍6的力學(xué)性質(zhì)和形態(tài)[J].高分子材料與工程，1991，7（1）：53-56.