二元乙丙橡膠接枝馬來酸酐增韌改性尼龍的研究.pdf

1、本文研究了二元乙丙橡膠接枝馬來酸酐(EPM-g-MAH)對尼龍(PA)的增韌和增容作用,在雙螺桿擠出機(jī)中制備了PA/EPM-g-MAH二元共混物和PA/EPM/EPM-g-MAH三元共混物,從力學(xué)性能、熱性能、斷面形貌、彈性體分散情況及粒徑大小等方面進(jìn)行了研究,并用Molau測試和轉(zhuǎn)矩流變實驗證明了增容反應(yīng)的發(fā)生,得出了最佳的增韌體系。
　　通過不同接枝率的EPM-g-MAH(2708、2608、2715)增韌增容PA6的研究發(fā)現(xiàn)

2、,接枝率高的接枝物對PA6的增韌效果相對較好,同時能較好地維持體系的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。通過差示掃描量熱儀(DSC)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析共混物的熔融結(jié)晶行為及彈性體粒子形態(tài),發(fā)現(xiàn)彈性體加入后,共混物的結(jié)晶度下降,熔融熱焓降低,不利于晶體生長,且EPM-g-MAH的加入使共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)得到明顯改善,特別是PA6/EPM-g-MAH(2715)比例為80/20時,分散相分布尺寸最為均勻,共混物缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)到56.7kJ/m2

3、,是純PA6(2.0kJ/m2)缺口沖擊強(qiáng)度的28.4倍。
　　對比EPM-g-MAH對不同PA6的增韌增容改性效果,研究了共混物的力學(xué)性能和微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明,EPM-g-MAH單一彈性體增韌PA6,對分子量較低的PA6(L)的增韌效果較好,保持彈性體總量為20wt%,PA6(M)/EPM/EPM-g-MAH共混物的缺口沖擊強(qiáng)度在EPM-g-MAH為10wt%時,達(dá)到最大值47 kJ/m2,比純PA6提高8倍,和PA6

4、(L)/EPM/EPM-g-MAH共混物配比為80/0/20時的沖擊強(qiáng)度(49.3 kJ/m2)相近。因此EPM-g-MAH是PA6(M)/EPM共混物很好的增容劑,韌性提高的同時也比單一接枝彈性體增韌降低了成本。另一方面,通過對分散相形態(tài)和粒徑的分析可以得出:EPM-g-MAH使PA6共混物的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)得到明顯改善,彈性體分散相粒徑細(xì)化且分布均勻,共混彈性體增韌PA6的較佳粒徑范圍是0.2～1μ m。此外,共混物的熔融/結(jié)晶行為研究

5、表明PA6(M)加入彈性體后結(jié)晶度增加,而PA6(L)加入彈性體后結(jié)晶度降低,其中PA6(M)共混物中出現(xiàn)雙重熔融吸熱峰現(xiàn)象。
　　最后,研究了EPM-g-MAH對PA66的增韌作用,以及EPM-g-MAH對PA66/EPM共混物的增容效果,并探討了體系的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性能。結(jié)果表明,PA66/EPM-g-MAH共混物隨EPM-g-MAH含量增加,沖擊強(qiáng)度明顯增大,在分散相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt%～20wt%時增加最為明顯,共混物

6、沖擊強(qiáng)度可達(dá)到63kJ/m2以上,比純PA66沖擊強(qiáng)度提高12.6倍。PA66/EPM/EPM-g-MAH三元共混物中(固定彈性體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%不變),隨著EPM-g-MAH含量增加,沖擊強(qiáng)度逐漸增大,增容效果提高,共混物的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)得到明顯改善,彈性體分散相粒徑細(xì)化且分布均勻,相容性得以改善,拉伸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度變化不大。DSC分析表明,PA66/EPM共混物的結(jié)晶度最小,為28.3%,隨著彈性體中EPM-g-MAH含量增加,結(jié)晶度