3工程塑料改性

3.1.1 聚酰胺合金之PA/ABS合金 PA/ABS合金是一类结晶/非晶共混体系。两组 分具有一定的相容性结构呈现较精细的相分离状 态。 PA/ABS合金的热变形温度和熔体流动性有明 显提高。良好的成型加工性能为制造要求外观品 质高的大型制品提供了保证。PA/ABS合金是制 造汽车车身壳板等汽车部件的理想材料。此外， 它还具有良好的耐冲击性、刚性和耐化学药品性 ，在一般机械和日用品方面也有广泛的应用。
PBT/PC合金体系实际上是三元体系，第三组分为EDPM、丙烯酸 酯或有机硅类弹性体。共混过程中添加相容剂，适合PBT/PC体 系的相容剂有苯乙烯／马来酸酐共聚物(S-g-MAH)、苯乙烯／ 甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(S-g-GMA)，以及聚乙烯接技共 聚物(PE-g-MAH)等。官能化的弹性体作第三组分有利于增加其 相容性。
3.1.1 聚酰胺合金之PA/PTFE合金
由PA与PTFE及特殊纤维共混制得的 PA/PTFE合金，具有优异的耐摩擦磨损特性 和耐疲劳性。作为耐磨材料使用时，对磨材 料不管是钢材、铝材、还是塑料，都显示出 极为优异的滑动特性。运转时可以不加润滑 脂，这对提高零件的可靠性及简化工程等方 面均具有重要意义。PA/PTFE合金主要用于 机械、交通运输等领域，如点式打印机的导 向装置，阀门、传动器等。
30
1.40 0.5 167 235 9.8 10 245
3.1.1 聚酰胺合金之PA/PC合金
在成型加工过程中，PA的酰胺键和PC 的碳酸酯键，往往会发生氨基交换反应， 伴随着相对分子质量的降低和气体的产生， 给成型造成困难。采用马来酸酐-芳基系共 聚物作为相容剂，可抑制上述的氨基交换 反应，使PA与PC的合金化获得成功。 PA/PC合金改进了PC的耐化学药品性， 并具有良好的力学性能和电气性能。可用 于制造汽车外装零件和办公自动化机器壳 体等。
3.1.3 聚碳酸酯合金
PC是一种综合性能较好的工 程塑料。但是它的某些缺陷， 如易于应力开裂，对缺口敏感， 耐磨性欠佳与加工流动性较差 等，很有必要改进。
3.1.3 聚碳酸酯合金之PC/ABS合金
PC与ABS共混制备PC/ABS合金，可以降低 PC粘度、提高PC的耐应力开裂性，降低冲 击对缺口的敏感性，同时还可降低成本。
3.1.2 热塑性聚酯合金之PBT/ABS合金
PBT/ABS合金广泛用作汽车与摩托车的内外装饰件、 小家电部件、光学仪器、办公设备部件与外壳。玻 璃纤维增强PBT/ABS合金制品表面光洁、耐高温 烧结涂覆、耐汽油，可作为摩托车发动机罩及其他 部件。
碳纤维增强PBT/ABS合金具有良好的加工流动性、 高刚性、低挠度、表面光洁、柔性好，并具有良好 的防电磁干扰功能，是手提电脑理想的外壳材料。
3.1.2 热塑性聚酯合金
以PBT或PET为主体，与其他聚合物共混制得 的合金统称为热塑性聚酯合金。目前已工业化 生产的热塑性聚酯合金主要是PBT合金。
PBT树脂与其他树脂共混改性是为了在不显 著损害PBT树脂性能的前提下，达到提高其缺 口冲击强度及耐热性，改善其翘曲变形、尺寸 稳定性及制品外观等目的。
3.1.4 其他合金之PPO合金
共混改性是PPO最重要的改性措施，其共混物 被誉为最典型的聚合物合金。 PPO与PS均为非晶聚合物，其相容性非常 好。PPO与PS共混，改善了其加工流动性。除 了耐热性能略低外．PPO/PS合金的性能与PPO 相似，表现出良好的电气性能，均衡的力学性 能和突出的耐水、耐热水性能。
3.1.2 热塑性聚酯合金之PBT/PET合金
PBT与PET的化学结构相似，熔融温度也较接 近，在共混时相容性良好。
PBT与PET共混可以降低成本，对于PET而言， 则解决了结晶速度慢，不易成型的问题。此种 合金成型温度低，成型周期短，这是PBT高速 结晶特性所产生的效果。具有优良的化学稳定 性、热稳定性、强度、刚度和耐磨耗性，制品 有良好的光泽。
工程塑料及其应用
青岛科技大学
塑料工程教研室
目 录
一
二 三 四
第一章 工程塑料性能
第二章 工程塑料成型加工
第三章 工程塑料改性 第四章 工程塑料在机械中的应用
3
工程塑料改性
大多数工程塑料都不是单 独使用，而是采用多种手 段进行改性使用，以拓宽 其应用领域。
3.1工程塑料合金
工程塑料合金泛指工程塑料的共混物，主要包括PC、 PBT、PA、POM、PPS、PPO、PTFE等工程塑料为 主的共混体系。
聚酰胺系合金开发的目的 是提高耐冲击性、刚性、耐 热性和尺寸稳定性。
3.1.1 聚酰胺合金
聚酰胺合金品种有PA/PE、PA/ABS、PA/PBT、 PA/PET、PA/PPS等，更新型的品种有PA／聚芳酯、 PA／硅树脂等。主要有三类：一类是通过与聚烯烃、 烯烃共聚物、弹性体等共混，以提高PA在低温、干态 下的冲击强度和降低吸湿性，主要应用于汽车、机械 和电子、电气、运动器械等领域；另一类是掺混高性 能工程塑料，如PPO、聚芳酯等，主要是提高PA的耐 热性计改善综合性能，这类共混物多用于汽车外壳、 内饰制品的生产；第三类为各种聚酰胺之间的共混物， 它可以平衡各种聚酰胺的特性，扩展其应用领域。
3.1.1 聚酰胺合金之PA/PPS合金
PA66/PPS合金性能
性能
玻纤含量，% 密度，g/cm3 吸水率（23℃水×24h)， % 拉伸强度，MPa 弯曲强度，MPa 弯曲弹性模量，GPa 悬臂梁缺口冲击强度， kJ/m2 热变形温度（平放，
15
1.29 0.6 118 137 5.9 6.1 245
PC/聚烯烃合金产品的冲击强度高，冲击强度比
PC高4倍，且能耐高温消毒，易加工，流动性好，耐 沸水，耐应力开裂，适用于制作食品餐具、容器、安 全帽、电器零件、电动工具外壳和纺织用纬纱管等。
3.1.3 聚碳酸酯合金之PC/PS合金
PS的熔融粘度小,加工性能好，少量的PS与PC 共混可大大提高PC的加工流动性，从而提高PC 的成型性。 PC的双折射率大，难以满足制造某些类型 光盘的要求。PS与PC共混可以减小PC的双折射 率，从而扩大PC在光盘基材中的应用。PS在PC 中还可以起到刚性有机填料的作用，提高PC的 硬度。另外，用PS替代部分PC，制成PC/PS合 金，可以减少价格昂贵的PC用量，从而降低成
(2)成型加工性的改良。 降低成本、提高流动 性和改善脱模性。代表实例是众所周知的PC与 ABS系合金。
3.1工程塑料合金特点
(3)多功能化改性。经共混可使某些 聚合物体系产生某种持殊性能，例如， 防静电性、导电性、阻燃性、润滑件、 阻隔性、阻尼性等功能性，成为功能 化塑料合金。
3.1.1 聚酰胺合金
3.1.1 聚酰胺合金之PA/PPS合金
PA/PPS合金的关键是，在PA与PPS共混时添加酚醛 型环氧树脂作为相容剂，可显著改善PA与PPS的相容 性，制得具有优良性能的PA/PPS合金。Leabharlann BaiduPA/PPS的突出特点是耐热性优良。PA66／PPS合金 的热变形温度(1.82MPa)可高达245℃以上，耐热品级的 长期使用温度可达150℃以上，因此，成为聚酰 胺中的高档材料，可用作耐热性要求高的汽车气缸盖 罩等零部件。
聚合物合金的发展历史可以追溯到20世纪40年代， 这一时期开发成功的高拉伸聚苯乙烯，是由苯乙烯和 橡胶(顺丁橡胶或丁苯橡胶)接枝共聚制得的聚合物合金。 20世纪50年代初期开发成功的ABS树脂是典型的聚合 物合金，它是将聚丁二烯胶乳接枝在苯乙烯和丙烯腈 共聚物上而制得的。
3.1工程塑料合金特点
(1)物理性能的改性。 改性的目的是提高耐冲 击强度、耐热性、尺寸稳定性、耐药品性、涂 装性等。其典型实例是汽车外护扳用的聚合物 合金（PA/PPO合金）。
PPO的熔融粘度高，流动性差，加工成型困难。
3.1.4 其他合金之PPO合金
PPO/PA合金品种有PPO/PA66、PPO/PA6，能 提高PA的热性能、力学性能和尺寸稳定性。
PPO/PA合金具有PPO的高玻璃化转变温度和 尺寸稳定性，同时具有PA的耐溶剂性和成型 性．是一种性能优异的工程塑料合金。主要应 用于汽车零部件，如车轮盖、发动机同边部件 等，还可以用于电子电器、办公用品、医疗器 械等设备部件。
3.1.1 聚酰胺合金之PA/聚烯烃合金
PA/PE和PA/PP合金的加工性能优于PA，可采用注射、 挤出等成型方法加工成各种制品。 PA/PP合金具有优异的冲击性能和良好的滑动特性， 可用作建筑材料、套管接头等。PA/PP合金与PA相比， 吸水性低，密度低，尺寸稳定性好，冲击强度高，力学 强度和刚性降低小，适宜制作紧固件、连接器、供涂装 用的汽车外装零件以及大型电气零部件等。
3.1.2 热塑性聚酯合金之PBT/PE合金
PBT与乙烯系聚合物共混，可提高其冲击 强度。但是，乙烯系聚合物与PBT的溶解 度参数相差大，相容性不好，在共混时常 呈现两相结构．两相界面粘结不良，不能 实现增韧改性。为此，人们着眼于用各种 改性的乙烯共聚物与PBT共混，以增加共 温组分的相容性。
3.1.2 热塑性聚酯合金之PBT/PC合金
3.1.1 聚酰胺合金之PA/聚芳酯合金
以聚酰胺为基体，以具有高玻璃化转变温度的聚芳 酯和高冲击韧度改良剂作为分散相，可制得具有高抗 冲击性能的PA/PAR合金。 其主要特点是：耐热性优异，在较宽的温度范围内均有优 良的冲击性能；耐溶剂和耐化学药品性优良；吸水率 低，尺寸稳定性好，成型收缩率较低，制品不易翅曲 变形；加工温度范围宽；成型加工性能良好，其熔体 流动性一般介于PA6和PA66之间；由于热稳定性好， 在多次受热情况下，其结构及共泥物形态很少变化， 所以重复加工性能优良，适宜采用注射成型。
3.1.2 热塑性聚酯合金之PBT/PET合金
缺点：PBT/PET合金在熔融滞留状态易发生酯 交换反应，初期生成嵌段共聚物，后期则成为 无规共聚物，使两聚合物的特长在共混物中消 失。因此，防止酯交换反应是制造PBT/PET合 金的一个技术关键。 实际上，PBT/PET合金几乎都是玻璃纤维增 强的，因其可提高结晶速度，增加刚性并使外 观更好。GF增强的此类合金主要用于制造各种 家用电器部件及车灯罩等。
3.1.1 聚酰胺合金之PA/聚烯烃合金
PP、PE的加入，有效地改善了PA6、PA66的吸湿性， 提高了制品的尺寸稳定性。
PE、PP为非极性聚合物，它们与强极性的聚酰胺 不具有热力学相容性。为提高相容性在PE、PP分子链 上接技马来酸酐(MAH)，以引入酸酐基团或羧基。当 它们与PA熔融共混时，这些活性基因可同PA分子末端 的氨基反应，实现反应增容，借以强化两类聚合物的 界面粘接，共混物的性能得以明显改善。
3.1.1 聚酰胺合金之PA/ABS合金
PA6/ABS合金性能
共混比
0/0 5/95 10/90 30/70 50/50
拉伸强度，MPa 伸长率，% 热变形温度 （平放， 1.82MPa）
36 25
33 35
34 35
36 160
46 205
89 87
83 89
82 89
77 95
72 82
洛氏硬度（R标 尺）
PC/ABS合金综合性能优异。与PC相比， PC/AB5合金既具有PC的耐热性、力学强度 和尺寸稳定性，又降低了熔体粘度，改善 了加工性能，提高了强度和低温冲击强度。
3.1.3 聚碳酸酯合金之PC/聚烯烃合金
PC/聚烯烃合金包括PC/PP合金和PC/PE合金。 PC与聚烯烃共混，可提高PC的抗冲击性能，改 善PC的加工流动性，降低制品的内应力，同时 还可提高PC的拉伸强度和断裂伸长率，并降低 PC的成本。在PC中加入PE，可改进PC的厚壁 耐冲击性。
PBT/PC共混过程中，易发生酯交换反应，同时体 系中微量水分的存在会引起水解反应，这两种反应均 导致PBT、PC的降解。 PBT/PC合金具有优良的抗低温冲击、耐高温老化和 耐化学药品性能。适合用作汽车的外装饰部件、办公 自动化和通信设备部件。
3.1.2 热塑性聚酯合金之PBT/ABS合金
PBT/ABS合金是典型的不相容体系。 PBT与ABS共混，充分地利用了PBT的 结晶性和ABS的非结晶性特征，使得 该共混合金具有优良的加工成型性、 尺 寸稳定性、耐药品性以及可涂装 性。