衣康酸接枝乙烯-1-辛烯共聚物增韌尼龍66的制備及性能研究.pdf

1、結晶性聚合物尼龍66(PA66)的酰胺基團之間存在牢固的氫鍵，因而其結晶度和熔點較高，具有優(yōu)異的力學性能，良好的耐腐蝕性、耐磨性、耐熱性和自潤滑性等優(yōu)點，所以被廣泛應用。但是純PA66又具有干態(tài)和低溫耐沖擊性能差、吸水性大等缺點，使用受到了一定的限制。將尼龍與聚烯烴共混改性可有效改善以上缺點，其中乙烯-1-辛烯共聚物(POE)是尼龍抗低溫增韌改性最有效的熱塑性彈性體增韌劑之一。關鍵問題是要解決非極性的POE與強極性的尼龍之間相容性差的問

2、題。本文采用的方法是先在POE分子鏈接枝上能夠和PA66分子鏈末端的胺基或酰胺基反應的極性小分子衣康酸(ITA)，此接枝物和PA66熔融擠出的過程中發(fā)生原位增容反應，生成接枝或嵌段共聚物，加強了兩相界面間的粘接力，細化了分散相(POE)的尺寸，擴大了分散相在連續(xù)相中的分布范圍，使得尼龍共混物韌性得到顯著的改善。
　　 本文采用熔融擠出法，在雙螺桿擠出機中，制備了ITA接枝POE(POE-g-ITA)。紅外光譜分析和化學滴定法表明

3、，ITA確實已經以化學鍵接枝到POE大分子鏈上。研究了單體ITA含量、引發(fā)劑過氧化二異丙苯(DCP)含量及螺桿轉速等工藝條件對接枝反應的影響。最佳工藝條件為：POE/ITA/DCP=100/2/0.25，螺桿轉速200r/min，反應溫度180℃。
　　 為與PA66/POE-g-ITA共混物性能做對比，制備了PA66/POE-g-MAH共混物。在PA66/POE-g-MAH共混物中，POE-g-MAH含量為10wt％-15wt

4、％時，共混物發(fā)生了脆-韌轉變；POE-g-MAH含量為20wt％時，共混物的懸臂梁缺口沖擊強度為83.3kJ/m2，比純PA66提高18.5倍，達到了超韌化的目的。SEM照片表明，POE-g-MAH對PA66具有顯著的增容增韌效果。隨POE-g-MAH含量的增加，共混物的缺口沖擊強度顯著增大，拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量均有一定的下降，斷裂伸長率變大，熔體流動速率降低，吸水率明顯下降。POE-g-MAH接枝率在0.05％-0.2％時，共

5、混物發(fā)生了脆-韌轉變；隨POE-g-MAH接枝率的增加，共混物的缺口沖擊強度增大，拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量變化不大，斷裂伸長率變大，熔體流動速率下降，吸水率基本不變化。
　　 接枝物POE-g-ITA中ITA含量、DCP含量以及制備接枝物時螺桿轉速均對PA66/POE-g-ITA共混物的力學性能、熔融指數、吸水率產生影響，各影響因素的最佳取值范圍為：ITA含量1-2wt％，DCP含量0.1-0.25wt％，螺桿轉速200-3

6、00r/min。在PA66/POE-g-ITA共混物中，當POE-g-ITA含量在15wt％-20wt％時，共混物發(fā)生了脆-韌轉變。當POE-g-ITA含量為20wt％時，共混物的懸臂梁缺口沖擊強度為84.8kJ/m2，比純PA66提高18.8倍。隨POE-g-ITA含量的增加，共混物的缺口沖擊強度顯著增大，拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量均有一定程度的下降，斷裂伸長率變大，熔體流動速率降低，吸水率明顯下降。制備的PA66/POE-g-IT

7、A共混物比PA66/POE-g-MAH共混物所產生的綜合性能高，且PA66/POE-g-ITA共混物的力學性能可與DuPont的超韌尼龍ZytelST801相媲美。
　　 SEM照片和Molau相容性實驗表明，POE-g-ITA對PA66具有顯著的增容和增韌效果。隨POE-g-ITA含量的增加，PA66/POE-g-ITA共混物的沖擊韌性增大，分散相粒徑減小，兩相相容性變好。共混物中發(fā)生了原位增容反應，產生的PA66-ITA-g

8、-POE接枝或嵌段共聚物，在共混物界面充當乳化劑，抑制分散相粒子的聚集，降低界面張力，使分散相粒徑變小，從而使兩相界面之間的相容性和粘結力增強，分散相在基體中的分散程度提高。
　　 本文還利用Friedman、OFW和Kissinger三種Model-free分析法，計算了SEBS在交聯(lián)劑BPO引發(fā)下的化學交聯(lián)的初始動力學參數，由前兩種方法可得出SEBS交聯(lián)過程經過了三步反應，且每步反應的活化能依次減少。由Model-free分