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 对低吸水率PA6的新研究
发布日期:[2019-9-30]    共阅[338]次
    尼龙(PA)因其优异的综合性能成为使用最广泛的工程塑料之一,广泛应用于汽车、航天航空、通用机械、电子电气、仪器仪表、家用电器及办公仪器等领域。但PA产品在后期的使用过程中,因PA分子链中—NHCO—基团具有较强的极性,容易与环境中的水分子形成氢键,导致吸水率增大,导致PA6产品的尺寸稳定性、力学性能、电性能变差,从而影响产品的使用。

目前国内外学者针对PA产品的吸湿性对产品的性能影响等方面进行了大量的研究,而在如何降低PA材料的吸水率方面的研究较少,传统方法采用添加低吸水率树脂(聚烯烃类)、填料来降低PA6材料的吸水率,但是缺点是添加量大且降低其性能等。重庆科聚孚工程塑料有限责任公司通过双螺杆挤出机共混制备PA6材料,采用能与PA中酰胺基团形成强氢键的低吸水助剂,研究增韧剂聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、低吸水助剂及其复配使用对PA6材料的吸水率和力学性能的影响,制备出助剂添加量少、力学性能影响小的低吸水率PA6材料。

增韧剂对PA6材料吸水率和力学性能的影响
根据力学性能测试得出,增韧剂的添加,降低了PA6材料的吸水率,添加量越高,PA6材料的吸水率越低;添加2%增韧剂的PA6材料的吸水率比未添加增韧剂的PA6材料的降低了8%左右,添加10%增韧剂的PA6材料的吸水率比未添加的降低了16%左右。

随着增韧剂的添加,PA6材料的拉伸强度降低,提高了PA6材料的缺口冲击强度;增韧剂的添加量越高,PA6材料的拉伸强度越低,缺口冲击强度越高。
低吸水助剂对PA6材料吸水率和力学性能的影响
通过测试发现,低吸水助剂的添加,极大地降低了PA6材料的吸水率,添加量越高,PA6材料的吸水率越低;当添加质量分数1%的低吸水助剂时,PA6材料的吸水率下降了11%左右,当添加质量分数3%的低吸水助剂,PA6材料的吸水率下降了22%左右。

低吸水助剂的添加,使PA6材料的拉伸强度和缺口冲击强度降低;低吸水助剂的添加量越高,PA6材料的拉伸强度和缺口冲击强度越低;当添加质量分数3%的低吸水助剂时PA6材料的拉伸强度下降了11.2%,缺口冲击强度下降了35.4%。出现以上现象的原因是,低吸水助剂具有大量的极性基团,能与酰胺基团形成强氢键,阻止酰胺基团与水形成氢键,从而降低了PA6材料的吸水率,添加量越多,与酰胺基团现成的氢键越多,PA6材料的吸水率越低。但是低吸水助剂分子量低,力学性能差,影响了PA6材料的力学性能,低吸水助剂质量分数超过2%后,PA6材料的拉伸强度与缺口冲击强度下降明显。
增韧剂与低吸水助剂复配改性的低吸水率PA6材料的吸水率及力学性能
增韧剂POE-g-MAH能降低PA6材料的吸水率,但是添加量大,使PA6材料的刚性降低。低吸水助剂能高效地降低PA6材料的吸水率,但是使PA6材料的力学性能下降较大。将增韧剂与低吸水率助剂复配使用,加入PA6中,测试PA6材料的吸水率和力学性能。表2为增韧剂与低吸水率助剂复配加入PA6材料的吸水率和力学性能。从表2可以看出,添加2%增韧剂和1%低吸水助剂的PA6材料的吸水率下降了21%左右,而添加2%增韧剂和2%低吸水助剂的PA6材料的吸水率下降了31%左右,同时PA6材料的拉伸强度略微下降,缺口冲击强度略微增大。

增韧剂和低吸水助剂复配使用明显降低PA6材料的吸水率,增韧剂的使用不仅降低了PA6材料的吸水率,而且弥补了低吸水助剂使用导致PA6材料韧性下降的缺点。采用此方法制备的PA6材料具有助剂添加量少、吸水率低以及对PA6材料力学性能影响小等优点。
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