增韧剂的选择及对PA66性能的影响
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增韧剂的选择及对PA66性能的影响
1、不同的增韧剂对共混物性能的影响及选择
尼龙66是准韧性基体,具有高的裂纹引发能和低的裂纹增长能,因此具有较高的无缺口冲击强度和较低的缺口冲击强度,因此提高尼龙66的缺口冲击强度(增韧)是必要的。用与尼龙66的增韧剂有弹性体EPDM,POE,EVA等,有机刚性粒子有聚烯烃类PE,PP等。
以弹性体增韧PA66的主要机理是,以形变中的弹性体本身吸收一定的能量,同时弹性体微粒在塑料基体中作为应力集中的产物,产生应力集中效应,引发基体的剪切屈服和银纹化,吸收了大量的能量,从而实现了增韧的目的。
以聚烯烃增韧PA66,由于聚烯烃PE和PA66之间的拉伸弹性模量和泊松比存在差异较大,在分散相的界面周围回产生高的静压强,在其作用下,作为分散相的PE易发生屈服产生冷拉伸,引起大的塑性形变,吸收了大量的冲击强度,达到增韧的目的。
可用于PA66增韧的增韧剂有EPDM,POE,PE,EVA等,但不同的增韧剂对其共混物的增韧效果及对刚性的影响不同。由于PA66是强极性高分子与弹性体本身相容性较差,因此常用弹性体接枝马来酸酐法来解决相容性问题。
聚烯烃的增韧效果远不如弹性体EPDM,POE,对于单纯的增韧PAA66来说,加入少量的弹性体就能达到增韧的目的,但作为增强增韧材料的增韧剂,除了要考虑到增韧剂对共混物韧性的影响外,我们还应该关注其增韧剂的加入对共混物综合力学性能的影响,入拉伸强
度,弯曲强度等。
2、PE-g-MAH的含量对共混物力学性能的影响
在PA66与PE-g-MAH共混后,在PE-g-MAH含量少与30%的情况下,共混材料的冲击强度随PE-g-MAH的含量的增加而逐步上升,在PE-g-MAH的含量为30%时,冲击强度达到最大值,然后逐渐下降。这一现象的出现一方面应归于PE经马来酸酐接枝改性后,其表面由中性变为酸性,由非极性变为极性,与碱性的PA66酸碱相匹配,相容性有所增加,这有利于PA66基体中分散和增强界面的相互作用。另一方面归因与PE-g-MAH上的酸酐基团在熔融过程中与PA66中的氨基发生了化学键合反应。
在PE—g-MAH含量为10%和30%增韧效果较明显,这2个数值是选择PE—g-MAH含量的较合理的用量。
3.接枝PE的影响工艺
马来酸酐接枝PE反应过程中,会伴随发生交联反应,交联度的大小会不同程度的影响增韧PA66的性能,主要表现在冲击强度,流动性及材料的表观性能等方面。交联度过小时,增韧效果不是十分明显,这是由于交联度太小,聚合物未交联的大分子多线性结构的接枝PE在外力作用下易产生变形这种形变发生导致在接枝PE与PA66的过渡区多重银纹甚至裂纹。而交联度过大时,PE-g-MAH几乎失去流动性,从而失去弹性,对增韧PA来说几乎没有增韧效果。
PE接枝过程中的交联主要原因是PE与MAH在引发剂DOP的引发作用
下进行接枝,而DCP即是PE与MAH接枝的引发剂又是交联反应的交联剂,因此控制接枝PE的交联度非常必要。
以DCP为引发剂,采用熔融接枝法制备LLDPE-g-MAH时,加入了少量的二甲亚砜(电子给体添加剂),能提高接枝率,具有很强的抑制交联作用,使接枝反应产物具有较好的流动性,在反应体系中加入少量的抗氧剂1010,能产生热稳定作用,对接枝率影响不大。较合适的接枝条件为:LLDPE/MAH为100:5,DCP的加入量为MAH含量的10%,二甲亚砜的加入量为LLDPE的1.5%。