尼龍6的耐熱改性及其性能研究.pdf

1、尼龍6，又叫聚酰胺6（Polyamide6），簡稱PA6，是目前用量最大的脂肪族尼龍品種之一，具有良好的機械性能、耐腐蝕性、耐油性及自潤滑性，是一種“通用級”工程塑料，且性價比較高，得到了廣泛的應用。隨著汽車的小型化、輕量化，以及電氣設(shè)備的高性能化，對PA6的需求量越來越大，同時對其強度、耐熱性、耐寒性等方面也提出了更高要求。但PA6相比其他高性能工程塑料聚碳酸酯（PC）、聚苯醚（PPO)、聚苯硫醚（PPS）等熱變形溫度較低，耐熱性能較

2、差，無法滿足PA6在汽車發(fā)動機、燃油系統(tǒng)、電器設(shè)備等高耐熱領(lǐng)域的應用，因此對其進行耐熱改性具有十分重要的意義。
　　為了提高PA6的耐熱性能，拓寬其應用領(lǐng)域，本論文做了以下三方面的研究：
　　一、基于N-苯基馬來酰亞胺特有的剛性五元環(huán)和苯環(huán)結(jié)構(gòu)能夠有效抑制分子鏈的移動和旋轉(zhuǎn)，對PA6具有較好的耐熱改性作用能。本論文采用溶液聚合法，以N-苯基馬來酰亞胺（N-PMI）與馬來酸酐（MAH）為單體、過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）為引

3、發(fā)劑，以不同反應溫度和時間合成了一種耐熱劑N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐二元共聚物(NMA)，通過紅外光譜、核磁共振1H譜、GPC、DSC、酸堿滴定法等分析表征方法，研究了不同反應溫度和時間對NMA結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究結(jié)果表明：合成的產(chǎn)物即為N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酐二元共聚物；反應溫度對NMA的分子量影響大于反應時間；隨著反應溫度的升高和反應時間的延長，NMA的產(chǎn)率和馬來酸酐含量逐漸增加；合成NMA的最佳工藝條件為：反應溫度為110

4、℃，反應時間為5h。
　　二、由于NMA的分子結(jié)構(gòu)與PA6差異較大，導致NMA與PA6的相容性不好，對PA6的耐熱性能提高有限。為了改善NMA與PA6的相容性，并進一步提高其耐熱性能，將固定質(zhì)量配比的PA6/NMA（100/7.5）分別與不同分子結(jié)構(gòu)的擴鏈劑MPBO、SAG共混，制得兩種不同擴鏈劑用量的共混物 PA6/NMA/MPBO和PA6/NMA/SAG，采用轉(zhuǎn)矩流變、毛細管流變、熱變形溫度、SEM、DMA、TGA， DSC等

5、表征方法研究了小分子擴鏈劑與高分子擴鏈劑的用量對PA6/NMA共混物耐熱性及相容性的影響。研究結(jié)果表明：MPBO、SAG兩種擴鏈劑對共混物均具有擴鏈和增容的效果，均能使共混物的粘度、相容性以及熱變形溫度提高，但熱分解溫度和結(jié)晶度降低；相比小分子擴鏈劑MPBO，高分子擴鏈劑SAG對共混物的熱變形溫度及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高更多；當SAG用量為4份時，PA6/NMA/SAG共混物的熱變形溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最高，分別較純PA6提高了30.1℃和

6、11.1℃。
　　三、為了進一步提高PA6的耐熱性能，將固定質(zhì)量配比的PA6/NMA/SAG（100/7.5/4）分別與兩種不同晶體結(jié)構(gòu)的有機改性高嶺土、蒙脫土無機填料共混，制得PA6/NMA/SAG/高嶺土、PA6/NMA/SAG/蒙脫土復合材料，通過毛細管流變、力學性能、熱變形溫度、DMA、TGA、DSC、TEM等表征手段對復合材料流變性能、結(jié)晶性能、耐熱性能等進行了研究。探索不同晶體結(jié)構(gòu)的有機改性層高嶺土、蒙脫土用量對復合材