聚酰胺改性研究进展

聚酰胺改性研究进展

摘要:聚酰胺(尼龙,英文缩写为PA)是通用工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广、性能优良的基础树脂。具有很高的机械强度、熔点高、耐磨、耐油、耐热性能优良等优点，广泛应用于汽车、电子电气、机械等领域。但由于聚酰胺的吸水性较大，造成产品尺寸稳定性差，干态或低温下冲击强度低等缺点，也限制了其更广泛的应用。对其进行改性可以得到性能多样的产品,拓宽其应用领域。为此，人们对聚酰胺的改性进行了大量研究。本文对近些年来聚酰胺改性方面的研究进展进行综述。

关键词：PA6 聚酰胺-胺聚酰胺石墨N -甲基吡咯类聚酰胺

1. PA6的增容改性

聚酰胺6（PA6）具有优良的力学性能，并且耐磨性和自润滑性好，易成型加工，是应用极广的工程塑料。但PA6具有吸湿大、尺寸不稳定、成型收缩大的缺点。而聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）具有刚度好、强度高、耐热老化性优异、耐有机溶剂性好、易加工成型等优点，同时也具有冲击韧性差、在高温、高湿环境下易分解等缺点。将两者制成合金，可改善PA6的吸水性和PBT的冲击脆性。陈兴江等人采用固体环氧树脂（EP）反应增容聚酰胺6/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PA6/PBT）共混物。结果表明：EP的加入降低了共混物的界面张力，使分散相粒径明显细化；当PA6/PBT=80/20，EP含量为1~1.5份时，共混物的改性效果较好；当PA6用量少于30份或超过70份时，EP的加入可明显提高共混物的冲击性能和拉伸性能；随着EP的加入，共混物的流动性降低。并采用固体环氧树脂（EP）反应增容聚酰胺6/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PA6/PBT）共混物。EP的加入降低了共混物的界面张力，使分散相粒径明显细化；当PA6/PBT=80/20，EP含量为1~1.5份时，共混物的改性效果较好；当PA6用量少于30份或超过70份时，EP的加入可明显提高共混物的冲击性能和拉伸性能；随着EP的加入，共混物的流动性降低。

2.OMMT改性PA6制备纳米复合材料

周雪琴等人采用环氧树脂改性MMT ,得到有机化改性的OMMT ,然后通过熔融插层法制备PA6/ OMMT 纳米复合材料,并利用X 射线衍射仪、透射电子显微镜、万能材料试验机等研究了纳米复合材料的形态结构、力学性能及热稳定性结果表明,经环氧树脂改性得到的OMMT 的层间距明显增加,从未改性的1. 22 nm 增加到 5. 13 nm ,并以纳米尺度分散于PA6 基体中;随着OMMT 含量的增加,PA6/ OMMT 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加,热变形温度提高,拉伸强度可达76 MPa ,弯曲模量达到 3.462GPa,热变形温度为134 ℃;PA6/OMMT复合材料失重10%时的温度为422℃,比纯PA6 提高16 ℃,提高了PA6 的热稳定性。

3．改性聚酰胺-胺树枝状高分子

用乙二醇改性王持等人合成了PAMAM-PEG作为基因载体,PAMAM-PEG 细胞毒性能有效降低,但转染率也有所降低,引入少量(10%) PEG 改性的效果更为显著。王持等人以IDPI 为偶联剂,由相对分子量2000 的甲氧端基聚乙二醇

(mPEG-2k) 和5代聚酰胺-胺（PAMAM-G5)通过二步法合成了聚酰胺-胺-聚乙二醇(PAMAM-PEG)共聚物。MTT法的结果发现, PEG修饰后共聚物的细胞毒性明显降低, 随PEG 结合率的提高, 毒性下降更明显。凝胶阻滞电泳说明,PAMAM-PEG可以与DNA结合形成复合物。动态光散射的测定数据证明,当N/P≥50时,共聚物/DNA复合物的粒径在150～200 nm, zeta电位在10～25 mV。基因转染的结果表明,在N/P≤50时, PAMAM-PEG共聚物的基因转染率稍低于PAMAM-G5,但可以通过提高N/P 值或延长转染时间的方法来提高转染率。综合考虑毒性和转染率, PAMAM-PEG-13 比PAMAM-PEG-39 的改性效果更好。PAMAM 用PEG 改性后,细胞毒性明显降低,且随PEG 结合率的提高,毒性下降更明显。PAMAM-PEG 共聚物可以与DNA 自组装形成复合物,其粒径在200nm左右, zeta电位在10～25 mV,表现出良好的基因载体特性，在N/P≤50时,PAMAM-PEG共聚物的基因转染率稍低于PAMAM-G5, 但可以通过提高N/P值或延长转染时间的方法提高转染率。用二氧化硅改性，卢康等人以发散法合成了以SiO2为核的树枝状大分子聚酰胺胺（PAMAM），并用苯甲醛对端基为氨基的整代PAMAM 进行封端，制备了一种以SiO2为亲水硬核、希夫碱为末端基的PAMAM 疏水软壳的核-壳结构材料。红外光谱、紫外-可见吸收光谱证实了产物结构，亲水疏水性分析希夫碱为末端基的PAMAM接枝改性的SiO2具有较好的疏水性，同时具有较好的对铜离子吸附性能和抗菌性能。希夫碱为末端基的PAMAM 改性SiO2是一种核壳结构及亲水亲油性材料，PAMAM 接枝代数越高，则亲水亲油性能越好。

4.改性聚酰胺超细纤维

马兴元等人通过合理的超细纤维酶法水解改性技术，利用1398蛋白酶对聚酰胺超细纤维表面进行水解，以增加超细纤维上的亲水基团，改变纤维结构，改善超细纤维合成革的手感、透水汽性能和物理机械性能。研究结果表明：适宜的酶处理可以分散纤维束，并使纤维束的编织形态发生变化。能使聚酰胺超细纤维的手感得到了较大的改善。强烈的酶处理可使聚酰胺分子链发生断裂，使聚酰胺超细纤维的物理性能降低。经过适宜的酶处理以后，会使纤维表面的酰胺键适度水解，从而增加了纤维表面的亲水基团，起到了良好的增深作用，同时也使基布的透水汽性得到明显改善。经过酶法处理，可降低聚酰胺超细纤维的玻璃化转变温度。5.增强改性聚酰胺玻璃纤维增强。自20世纪30年代玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢)发明以来,因其无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性、价格低廉和良好的可设计性等,在军事、建筑、船舶、汽车、机械、化工、仪表、汽车等工业中用于制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件,尤其是在耐腐蚀化学领域得到了广泛应用。由于作为增强成分的玻璃纤维性价比高,尺寸稳定性好,耐腐蚀、耐热,易加工,近年来用玻璃纤维掺混改性工程塑料的研究日益广泛。玻璃纤维增强复合材料,是以聚合物为基体,以玻璃纤维为增强材料而制成的复合材料,综合了聚合物和玻璃纤维的性能。王艇以通用聚酰胺为基体,利用短切玻璃纤维(事先用硅烷偶联剂进行表面处理)对其进行共混改性。研究了玻纤含量分布对复合材料力学性能的影响,扫描电镜分析了玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的断面特征。当玻璃纤维用量约为30%时,材料的拉伸强度、拉伸模量和弯曲强度、弯曲模量最好,这时的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量分别增长了45.8%、100.1%、57.1%和110.4%,冲击强度为5.3kJ•cm-2。玻璃纤维改善复合材料的界面状况,有提高聚酰胺复合材料力学性能的作用,因为玻纤表面能够与聚酰胺之间形成紧密的结合。玻璃微珠增强，梁文聪等人采用熔融共混挤出的方法,