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對低吸水率PA6的新研究

對低吸水率PA6的新研究

發布日期:2020-08-07 瀏覽次數:

  尼龍(PA)因其優異的綜合性能成為使用最廣泛的工程塑料之一,廣泛應用于汽車、航天航空、通用機械、電子電氣、儀器儀表、家用電器及辦公儀器等領域。但PA產品在后期的使用過程中,因PA分子鏈中—NHCO—基團具有較強的極性,容易與環境中的水分子形成氫鍵,導致吸水率增大,導致PA6產品的尺寸穩定性、力學性能、電性能變差,從而影響產品的使用。
  目前國內外學者針對PA產品的吸濕性對產品的性能影響等方面進行了大量的研究,而在如何降低PA材料的吸水率方面的研究較少,傳統方法采用添加低吸水率樹脂(聚烯烴類)、填料來降低PA6材料的吸水率,但是缺點是添加量大且降低其性能等。重慶科聚孚工程塑料有限責任公司通過雙螺桿擠出機共混制備PA6材料,采用能與PA中酰胺基團形成強氫鍵的低吸水助劑,研究增韌劑聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐(POE-g-MAH)、低吸水助劑及其復配使用對PA6材料的吸水率和力學性能的影響,制備出助劑添加量少、力學性能影響小的低吸水率PA6材料。
  增韌劑對PA6材料吸水率和力學性能的影響
  根據力學性能測試得出,增韌劑的添加,降低了PA6材料的吸水率,添加量越高,PA6材料的吸水率越低;添加2%增韌劑的PA6材料的吸水率比未添加增韌劑的PA6材料的降低了8%左右,添加10%增韌劑的PA6材料的吸水率比未添加的降低了16%左右。
  隨著增韌劑的添加,PA6材料的拉伸強度降低,提高了PA6材料的缺口沖擊強度;增韌劑的添加量越高,PA6材料的拉伸強度越低,缺口沖擊強度越高。
  低吸水助劑對PA6材料吸水率和力學性能的影響
  通過測試發現,低吸水助劑的添加,極大地降低了PA6材料的吸水率,添加量越高,PA6材料的吸水率越低;當添加質量分數1%的低吸水助劑時,PA6材料的吸水率下降了11%左右,當添加質量分數3%的低吸水助劑,PA6材料的吸水率下降了22%左右。
  低吸水助劑的添加,使PA6材料的拉伸強度和缺口沖擊強度降低;低吸水助劑的添加量越高,PA6材料的拉伸強度和缺口沖擊強度越低;當添加質量分數3%的低吸水助劑時PA6材料的拉伸強度下降了11.2%,缺口沖擊強度下降了35.4%。出現以上現象的原因是,低吸水助劑具有大量的極性基團,能與酰胺基團形成強氫鍵,阻止酰胺基團與水形成氫鍵,從而降低了PA6材料的吸水率,添加量越多,與酰胺基團現成的氫鍵越多,PA6材料的吸水率越低。但是低吸水助劑分子量低,力學性能差,影響了PA6材料的力學性能,低吸水助劑質量分數超過2%后,PA6材料的拉伸強度與缺口沖擊強度下降明顯。
  增韌劑與低吸水助劑復配改性的低吸水率PA6材料的吸水率及力學性能
  增韌劑POE-g-MAH能降低PA6材料的吸水率,但是添加量大,使PA6材料的剛性降低。低吸水助劑能高效地降低PA6材料的吸水率,但是使PA6材料的力學性能下降較大。將增韌劑與低吸水率助劑復配使用,加入PA6中,測試PA6材料的吸水率和力學性能。表2為增韌劑與低吸水率助劑復配加入PA6材料的吸水率和力學性能。從表2可以看出,添加2%增韌劑和1%低吸水助劑的PA6材料的吸水率下降了21%左右,而添加2%增韌劑和2%低吸水助劑的PA6材料的吸水率下降了31%左右,同時PA6材料的拉伸強度略微下降,缺口沖擊強度略微增大。
  增韌劑和低吸水助劑復配使用明顯降低PA6材料的吸水率,增韌劑的使用不僅降低了PA6材料的吸水率,而且彌補了低吸水助劑使用導致PA6材料韌性下降的缺點。采用此方法制備的PA6材料具有助劑添加量少、吸水率低以及對PA6材料力學性能影響小等優點。 

參考資訊與產品應用
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