PA6是一種通用的工程塑料,因其本身具有較高的拉伸強度、沖擊強度、良好的耐磨性和耐腐蝕性、自潤滑性等優點,被廣泛應用于機械、汽車、電器、鐵路等行業。
但又由于自身吸水性大,低溫沖擊強度低以及吸水后變形等缺點,使用又受到了一定的限制。因此PA6的改性研究已成為改性料研究領域的一個重要課題。
我們根據多年的經驗,就接枝POE及接枝EPDM兩種增韌劑對PA6增韌料各種性能的影響作了分析研究。
結果討論:
1、增韌劑對PA6常溫沖擊性能的影響
PA6改性主要解決兩個問題:一是吸水性的降低;二是沖擊強度的提高。對于吸水性而言,各種改性劑的加入都會改善PA6的吸水性。問題研究的重點應放在PA6沖擊性能的研究上。
由于PA6是極性聚合物,而POE和EPDM是非極性聚合物,二者的相容性是關鍵問題。接枝后的POE由于和PA6的相容性好,沖擊強度成倍的增加;而沒接枝的POE由于和PA6的相容性不好,其沖擊強度幾乎不增加。
除了接枝POE對PA6增韌料的沖擊性能有增加外,接枝EPDM對PA6增韌料沖擊的影響更加明顯。接枝EPDM由于自身沖擊性能優越,因而對PA6增韌料沖擊性能的影響明顯優于接枝POE。
對于尼龍6增韌料、其自身的水分含量對尼龍6增韌料沖擊性能也有一定影響。含有水分的尼龍6增韌料比干態(不含水分)的尼龍6增韌料沖擊強度高。
2、不同粘度PA6隨增韌劑含量變化時其沖擊性能的變化
PA6自身的粘度大小對PA6增韌料沖擊性能的影響很大。不同粘度PA6隨增韌劑含量變化時其沖擊強度的變化。當PA6相對粘度為2。4時和相對粘度為2。8的PA6相比、在相同的增韌劑含量下,其PA6增韌料沖擊強度提高的更多,可生產出理想的超韌級PA6。這主要是由于粘度低的PA6其官能團相對增加,與接枝增韌劑的相溶性更好所至。
3、增韌劑對PA6增韌料低溫沖擊性能的影響
改善PA6低溫沖擊性是PA6增韌料研究的重要問題。我們做了兩種增韌劑接枝EPDM和接枝POE。在-20℃時對PA6增韌料沖擊性能的影響。研究表明在相同增韌劑含量下,對PA6增韌料低溫沖擊性能的提高、 接枝EPDM優于接枝POE。
試驗證明增韌劑對PA6增韌料的影響在常溫和低溫下是不一樣的。如在常溫下、當增韌劑含量超過25%時、繼續加入增韌劑PA6增韌料的沖擊強度檢測值的增加并不明顯。但在低溫情況下就不是這樣、 當增韌劑含量超過25%時、繼續加入增韌劑、PA6增韌料的沖擊強度仍然明顯增加。
4、增韌劑對PA6增韌料吸水性的影響
由于PA6是一種極性聚合物,因此它的吸水性較大,一般在3%----4%之間。加入改性劑后吸水性會明顯下降,大約是原來的30%----50%。這是因為增韌劑一般為非極性聚合物,自身吸水性很小,從而降低了PA6極性基團與水的作用,最終導致PA6增韌料吸水率的下降。
5、PA6增韌料的物理機械性能性能
根據以上試驗數據,我們設計2個PA6增韌料的配方,并做了力學性能的檢測,結果表明增韌PA6的沖擊性能得到了很大的改善,兩種料其沖擊強度較純PA6增加了近10倍,進一步擴大了PA6的使用范圍、但其相應的拉伸和彎曲性能有所下降;熱變形溫度也相應降低。
從試驗中我們還發現接枝增韌劑的接枝率對產品性能的影響也很大,接枝率一般控制在1%左右,否則產品質量會受到很大影響。
此外,加工工藝對產品性能也有一定的影響,如PA6的干燥情況、螺桿轉速、擠出溫度、擠出產量等、特別是增韌劑在PA6中的分散程度非常重要、直接影響PA6增韌料的各種性能。
結論
1、通過增加接枝增韌劑可以明顯改善PA6的吸水性和沖擊性能;
2、從吸水率考慮接枝POE效果較好;
3、從沖擊性能考慮使用接枝EPDM較接枝POE效果好。