聚苯醚(PPO)的分子結(jié)構(gòu)決定了其具有良好的熱力學(xué)性能,它可在160~190~C范圍內(nèi)連續(xù)工作,高溫下的耐蠕變性是熱塑性工程塑料中較為優(yōu)異的。PPO在較寬的溫度范圍內(nèi)均能保持良好的力學(xué)性能、電性能、耐熱性、阻燃性及化學(xué)穩(wěn)定性等_1 J。但是純PPO的致命弱點(diǎn)是熔體粘度高、成型加工性差,這影響了PPO的推廣應(yīng)用。真正得到工業(yè)應(yīng)用的PPO其90% 以上均為改性PPO。
聚酰胺(PA)是一種性能優(yōu)異的工程塑料,它由于結(jié)晶度較高使得其具有耐溶劑性好、力學(xué)強(qiáng)度高、易加工等優(yōu)點(diǎn)。但其存在沖擊強(qiáng)度低、耐熱性較差、因高吸水性造成的制品尺寸穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),使得其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。
為了使PA、美國 GE NORYL PX2790 PPO的性能互補(bǔ),可采用共混改性的方法制備綜合性能優(yōu)異的PA/PPO合金。國外2O世紀(jì)80年代中期已開發(fā)出PA/PPO合金,目前產(chǎn)能已達(dá)到萬噸級規(guī)模 2 J。國內(nèi)尚有PA66/PPO合金的應(yīng)用,但有關(guān)PA6/PPO合金的應(yīng)用報(bào)道則甚少。因此,開展PA6/PPO合金技術(shù)的研究,有利于縮短與國外先進(jìn)材料技術(shù)的差距。但由于PA6為結(jié)晶性樹脂,PPO為非結(jié)晶性樹脂,兩種不相容聚合物的簡單共混物的界面粘結(jié)強(qiáng)度弱,導(dǎo)致在應(yīng)力作用下裂紋快速引發(fā)和增長,使其沖擊性能和拉伸性能均較差 J,通常可加入第三組分進(jìn)行改性處理。筆者在玻璃纖維增強(qiáng)的PA6/PPO合金中加入增容劑、增韌劑等,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混制備了增強(qiáng)PA6/PPO合金,探討了增容劑、增韌劑對PA6/PPO合金性能的影響,以期實(shí)現(xiàn)PA6/PPO合金的工程化。
增容劑用量對合金性能的影響
當(dāng)增容劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.2% 時(shí),PA6、美國 GE NORYL PX2790 PPO的相容性差,成型困難;當(dāng)增容劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.0%時(shí),PA6/PPO合金擠出條易拉斷一J,增容劑用量過大還會(huì)造成制品發(fā)脆等力學(xué)性能下降,因此應(yīng)將增容劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.2% ~1.0% 。
不同增容劑用量對PA6/PPO合金性能的影響。增容劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5% 時(shí),合金的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都為*大;拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率的變化較小。原因是增容劑用量達(dá)到一定值時(shí),作為分散相的美國 GE NORYL PX2790 PPO能很好地分散在連續(xù)相PA6中,形成微觀相分離的均勻分散體系。繼續(xù)增加增容劑用量,體系中增容劑用量過大,PA6和美國 GE NORYL PX2790 PPO間呈分子級混合,PPO在體系中只起到增塑作用,與PA6分子緊密附著,致使沖擊應(yīng)力直接作用于PA6分子鏈上 ],使體系沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度降低。
增容劑種類對合金性能的影響
結(jié)晶性PA6樹脂和非結(jié)晶性PPO樹脂是互不相容的,兩者簡單機(jī)械共混時(shí)分散相不穩(wěn)定,注塑成型時(shí)易產(chǎn)生相分離,制品很脆 。為此,在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)加入增容劑,但不同增容劑對合金的性能影響不同。不同增容劑對PA6/美國 GE NORYL PX2790 PPO合金性能的影響用KT一5A作增容劑時(shí),制得的PA6/美國 GE NORYL PX2790 PPO合金的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度*高;斷裂伸長率變化較小;用接枝SEBS作增容劑時(shí)合金的MFR*大,即流動(dòng)性*好。
增韌劑種類對PA6/PPO合金性能的影響
在PA6/PPO合金中單純加增容劑并不能*大限度地發(fā)揮兩種塑料的優(yōu)點(diǎn)。PPO本身沖擊性能差,與PA6合金化后其沖擊性能更差,所以在合金中除加增容劑外還可以加增韌劑以提高沖擊性能。據(jù)報(bào)道,SEBS可作為PA6/PPO合金的增韌劑 。以此類推,SBS、接枝SEBS都可作為合金的增韌劑,另外還有自制的復(fù)合增韌劑KT一6、KT—l8也可以用于PA6/PPO合金的增韌。
不同增韌劑對PA6/PPO合金性能的影響。在PA6/PPO合金中加入不同種類、相同用量的增韌劑時(shí),SBS的增韌效果*好,可以使合金的沖擊強(qiáng)度達(dá)到10.5 kJ/m 。
結(jié)論
(1)美國 GE NORYL PX2790 PPO在PA6/PPO合金中的比例為20% ~25%時(shí),合金的力學(xué)性能較好。
(2)增容劑用量過大或過小都會(huì)影響PA6/PPO合金的力學(xué)性能,增容劑優(yōu)化用量為0.3% ~0.5%。
(3)增容劑種類對合金增容效果也有影響,采用KT一5A增容效果*好,使PA6/PPO合金的沖擊強(qiáng)度可達(dá)9.47 kJ/m 。(4)SEBS、SBS、KT一6、KT一15都對PA6/PPO合金有增韌作用,SBS的增韌效果較其它3種好,可使合金的沖擊強(qiáng)度達(dá)10.5 kJ/m 。