（材料学专业论文）不同类型增容剂对pa6abs共混物的结构和性能影响.pdf

摘要 本论文采用酸酐型增容剂马来酸酐接枝乙烯丙烯酸丁酯共聚物( e b a g m a n ) 和环氧型增容剂乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物( p t w ) ， 使用双螺杆挤出机通过熔融共混法制备p a 6 a b s 二元共混物、 p a 6 a b s e b a g m a h 和p a 6 a b s p t w 三元共混物。通过m o l a u 实验、f t - i r 考察了p a 6 和a b s 的相容性和增容反应：采用扫描电子显微镜( s e m ) 、差示 扫描量热仪( d s c ) 、热重分析仪( t g a ) 对p a 6 a b s 共混物的形态结构、结晶 性能以及热稳定性等方面进行研究；研究酸酐型增容剂e b a g m a h 和环氧型 增容剂p t w 对p a 6 a b s 共混物热性能、拉伸强度、冲击强度、流变性能和吸 水率的影响，并对比它们的增容效果以及分析它们的增容机理。 m o l a u 实验、f t - i r 、s e m 分析表明：p a 6 a b s 二元共混是简单的机械共混， 两相相容性差，a b s 尺寸大小不均匀；而e b a g m a h 或p t w 增容的p a 6 a b s 共混物在界面上发生反应生产接枝物，使两相界面粘结力增强，分散相尺寸减 小，改善了p a 6 a b s 两相的相容性。 d s c 数据分析表明：纯p a 6 存在q 和y 晶型，a b s 、e b a g m a h 和p t w 的加入均未改变p a 6 的晶型，但抑制了p a 6 的结晶，降低p a 6 的结晶度。t g a 研究表明：p a 6 a b s e b a g m a h 和p a 6 a b s p t w 三元共混物的热稳定性优于 p a 6 a b s 二元共混物，e b a g m a h 的含量对p a 6 a b s 共混物的热稳定性影响 不大，而p t w 的含量对p a 6 a b s 共混物的热稳定性影响较大。当p t w 含量为 8w t 时，p a 6 a b s p t w 共混物的热稳定性明显优于p a 6 。 e b a g m a h 和p t w 的加入均提高了p a 6 a b s 共混物的热变形温度。当 p a 6 a b s e b a g m a h = 9 0 1 0 1 5 时，共混物的热变形温度达到8 7 ，比p a 6 a b s 二元共混物提高5 8 ，比p a 6 提高7 4 ；当p a 6 a b s p t w = 9 0 10 1 2 时，共混 物的热变形温度达到9 0 ，比p a 6 a b s 二元共混物提高6 3 ，比p a 6 提高8 0 。 e b a g m a h 和p t w 的加入大大地提高了p a 6 a b s 共混物的冲击强度，但 是降低了拉伸强度。当p a 6 a b s e b a g m a h = 9 0 10 2 5 时，p a 6 a b s e b a - g - m a h 三元共混物的冲击强度比p a 6 a b s 二元共混物提高3 7 4 ，比纯p a 6 提高 4 2 6 ：当p a 6 a b s p t w ：9 0 10 2 0 时，p a 6 a b s p t w 三元共混物比p a 6 a b s 二元共混物提高2 0 6 ，比纯p a 6 提高2 3 9 。 摘要 e b a g m a h 和p t w 的加入均降低了p a 6 a b s 共混物的熔体流动速率，流 动性变差，但是吸水率有所改善。 在相同配比下，酸酐型增容剂e r a g m a h 增容的p a 6 a b s 共混物的综合 性能优于环氧型增容剂p t w 增容的p a 6 a b s 共混物。 e b a g m a h 和p t w 对p a 6 a b s 共混物具有良好的增容效应，它们的增容 机理表现为e b a g m a h 和p t w 的一端是乙烯基，与a b s 相容性好，另一端 基( m a h 或g m a ) 与p a 6 的端氨基或端羧基反应，在共混物界面“就地 形 成接枝共聚物，降低了两相间的界面张力，改善p a 6 a b s 两相的相容性。但是 两种增容剂参加反应的基团不同，对p a 6 a b s 共混物性能有不同程度的影响。 关键词：p a 6 a b s 共混物；马来酸酐接枝乙烯一丙烯酸丁酯共聚物( e b a - g - 删) ； 乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物( p r r w ) ；结构；性能 l i c o m p a t i b i l i z e r t h ec o m p a t i b i l i t ya n dc o m p a t i b i l i z a t i o nr e a c t i o nw e r eo b s e r v e db y m o l a ut e s ta n df t - i r ；t h em o 印h o l g ys t r u c u t e ，c r y s t a l l i z a t i o np r o p e r t i e sa n dt h e r m a l s t a b i l i t y o fp a 6 a b sb l e n d sw e r ei n v e s t i g a t e db ys a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ( s e m ) ， d i f f e r e n t i a ls c a n n i n gc a l o r i m e t e r ( d s c ) a n dt h e r m og r a v i m e t r i ca n a l y s e r ；t h ee f f e c to f a b sa n de o m p a t i b i l i z e ro nc r y s t a l l i z a t i o nt e m p e r a t u r e 、m e l t i n gt e m p e r a t u r ea n d d e g r e eo fc r y s t a l l i n i t yb yu s i n go fd s c ；t h ec h a n g eo fn y l o n 6 st h e r m a ls t a b i l i t yo f b l e n d sw a ss t u d i e du s i n gt h e r m og r a v i m e t r i ca n a l y s i s ( t g a ) ；t h ei n f u l e n c eo f a n h y d r i d ec o m p a t i b i l i z e re b a - g m a ha n de x o p ye o m p a t i b i l i z e rp t wo nt h eh e a t d e f o r m a t i o nt e m p e r a t u r e 、t e n s i l es t r e n g t h 、i m p a c ts t r e n g t h 、r h e o l o g i c a lp r o p e r t ya n d w a t e ra b s o r p t i o no fp a 6 a b sb l e n d sw e r es t u d i e d ，t h er e s u l t so fc o m p a t i b i l i z a t i o n w e r ec o m p a r e da n dc o m p a t i b i l i z i n gm e c h a n i s m o fc o m p a t i b i l i z c r sw e r ea n a l y z e d t h ea n a l y s i so fm o l a ut e s t 、f t - i ra n ds e mw e r es h o w e dt h a tp a 6 a b sb l e n d s w e r ej u s to n l ys i m p l em e c h a n i c a lb l e n d i n g ，t h eb i n a r yp h a s ew e r ei m m i s i c i b l ea n d t h es i z eo fa b sw a s n tw e l l d i s t r i b u t e d ；w h i l ee b a - g - m a ho rp t wc a l li n c r e a s e c o m p a t i b i l i t yo fp a 6 a b sb l e n d st h r o u g hi n t e r f a c i a lc h e m i c a lr e a c t i o n , t h er e s u l t i n g c o p o l y m e rl o c a t e da tt h ei n t e r f a c i a la n di n c r e a s e di n t e r r a c i a la d h e s i s o nb e t w e e n n y l o n 6a n da b sp h a s e t h er e s u l t so fd s cs h o w e dt h a tp l a i np a 6h a dqa n dyc r y s t a l a n dt h ec r y s t a l o fp a 6w e r e n tt r a n s f o r m a t e db ya d d i t i o no f a b s 、e b a g m a ila n dp t w ：w h i l et h e c r y s t a l l i z a t i o n o fp a 6w e r e d e p r e s s e d t h e r e s u t l t so ft g as h o w e dt h a th e a t r e s i s i t a n c eo fp a 6 a b s e b a - g m a ha n dp a 6 a b s p t wt e r n a r yb l e n d sw e r em o r e t h a nt h a to fp a 6 a b sb i n a r yb l e n d s a n dt h ec o n t e n to fe b a g - m a hh a sal i t t l e e f f e c to nt h eh e a tr e s i s t a n eo fp l a 6 a b sb l e n d s w h i l et h ec o n t e n to fp t wh a d p r o n o u n c e de f f e c to nt h eh e a tr e s i s t a n c eo fp a 6 a b sb l e n d s w h e nt h ec o n t e n to f p t wi s8w t ，p a 6 a b s p t wt e r n a r yb l e n d sw a sm u c hm o r et h a nt h eh e a t r e s i s i t a n c eo fp l a 6 t h eh e a td i s t o r t i o nt e m p e r a t u r eo fp a 6 a b sb l e n d sw e r ei m p r o v e db ya d d i t i o n i i i a b s t r a c t o fe b a - g - m a ha n dp t w ：r e s p e c t i v e l y w h e nt h er a t i oo fp a 6 a b s e b a - g - m a h w a s9 0 ：10 ：15 , t h eh e a td i s t o r t i o nt e m p e r a t u r eo ft e r n a r yb l e n d sw a s8 7 ，w h i c hw a s h i g h e r5 8p e r c e mt h a np a 6 a b sb i n a r yb l e n d sa n dh i g h e r7 4p e r c e n tt h a n7 4 w h e nt h er a t i oo fp a 6 a b s p t ww a s9 0 ：1 0 ：1 2 ，t h eh e a td i s t o r t i o nt e m p e r a t u r eo f t e r n a r yb l e n d sw a s9 0 ，w h i c hw a sh i g h e r6 3p r e c e n tt h a np a 6 a b sb i n a r yb l e n d s a n dh i g h e r8 0p e r c e n tt h a np a 6 n ei m p a c ts t r e n g t ho fp a 6 a b sb l e n d sw e nr e s p e c t i v e l y i m p r o v e db y e b a - g - m a ha n dp t w ：w h i l et h e t e n s i l es t r e n g t ho fp a 6 佾b sb l e n d sw e r e d e c r e a s e d w h e nt h er a t i oo fp a 6 a b s e b a - g m a hw a s9 0 ：10 ：2 5 ，t h e i m p a c t s t r e n g t ho fp a 6 a b s e b a - g m a ht e r n a r yb l e n d s ，w a sh i g h e r3 7 4p e r c e mt h a n p a 6 | a b sb i n a r yb l e n d s ，a n dh i g h e r4 2 6p r e c e n tt h a np a 6 w h e nt h er a t i oo f p a 6 a b s p t ww a s9 0 ：10 ：2 0 ，t h ei m p a c ts t r e n g t ho fp a 6 a b s p t wt e m a r yb l e n d s ， w a sh i g h e r2 0 6p e r c e n tt h a np a 6 a b sb i n a r yb l e n d s ，a n dh i g h e r2 3 9p e r c e n tt h a n f a 6 1 1 1 em e l t i n gf l o wr a t eo fp a 6 a b sw e r er e d u c e db ya d d i t i o no fe b a - g m a h a n dp t w , r e s p e c t i v e l y , b u tw a t e ra b s o r p t i o no fb l e n d sw e r ed e c r e a s e d 1 1 1 e c o m p r e h e n s i v ep r o p e r t i e s o fp a 6 a b sb l e n d s e o m p a t i b i l i z e db y e b a - g m a hw e r eb e t t e rt h a nt h a to fp t w ： p a 6 a b sb l e n d sh a da ne f f i c i e n tc o m p a t i b l i z a t i o nb ya d d t i o ne b a - g - m a ho r p t w , t h e i rc o m p a t i b i l i z i n gm e c h a n i s mi s ：o n ee n dg r o u pw a se t h y l e n ew h i c hw a s m i s c i b l e 、柝廿la b s a n dt h eo t h e re n dg r o u p ( m a ho rg m a ) w a sc a p a b l eo fr e a c t i n g w i t l l - n hg r o u po r - c o o h g r o u p t h e s ei ns i t u - f o r m e de o p o l y m e r sd u r i n gm e l t b l e n d i n gt e n d e dt os t a ya tt h ei n t e r f a c e 罄t h er e a c t i o nb e t w e e nf u n c t i o n a lg r o u p s o c c u r e da tt h ei n t e r f a c e ，r e d u c e i n gi n t e r f a c i a lt e n s i o nb e t w e e nt h eb i n a r yp h a s e s ，a n d t h u sa c e d ta se f f e c t i v ee o m p a t i b i l i z e r sb e t w e e np a 6a n da b s b u tt h e s et w od i f f e r e n t k i n d so fc o m p a t i b l i z e dh a dd i f f e r e n te f f e c t so np a 6 a b sp e r o p e r t i e sd u et od i f f e r e n t r e a c t i n gg r o u p s k e yw o r d s ：p a 6 a b sb l e n d s ；m a l e i ca n h y d r i d eg r a f t e de t h y l e n e - b u t y l a c r y l a t e e o p l y m e r ( e b a - g - m a h ) ；e t h y l e n e - b u t y la c r y l a t e g l y c i d y l m e t h a c r y - l a t ec o p l y m e r ( p t w ) ；s t r u c t u r e ；p r o p e r t i e s i v 1 1 1 1 2 3 1 3 增容剂的作用原理及种类4 1 3 1 改善聚合物相容性的方法4 1 - 3 2 增容剂的作用原理5 1 3 3 增容剂的种类6 1 4 尼龙6 ( p a 6 ) 及其改性7 1 4 1 尼龙6 的结构与性能7 1 4 2 尼龙6 增韧改性9 1 4 3 尼龙6 增强改性1 0 1 4 4 尼龙6 阻燃改性1 1 1 5 丙烯腈丁二烯苯乙烯( a b s ) 简介1 1 1 6p a 6 a b s 共混物改性的研究现状及运用1 2 1 6 1p a 6 a b s 共混物改性的研究现状1 2 1 6 2p a 6 | a b s 共混物的运用1 3 1 7 本论文研究目的及主要内容1 4 第二章实验部分1 5 2 1 主要原料1 5 2 2 主要设备及仪器15 2 3 试样制备1 6 2 3 1p a 6 a b s 增容剂共混物的制备1 6 2 3 2p a 6 a b s 增容剂共混物制样1 6 v 目录 2 4m o l a u 实验及红外光谱( f t - i r ) 16 2 5 扫描电子显微镜( s e m ) 观察1 6 2 6 热分析( d s c ) l6 2 7 热失重( t g a ) 分析1 6 2 8 热变形温度测试1 7 2 9 力学性能测试。1 7 2 9 1 拉伸强度17 2 9 2 冲击强度。17 2 1 0 材料物理性能测试17 2 1o 1 吸水率测试17 2 1o 2 熔体流动速率测定17 第三章酸酐型增容剂e b a g m a h 增容体系。1 9 3 1 引言。1 9 3 2m o l a u 实验及红外光谱分析( f t - 瓜) 。1 9 3 2 1m o l a u 实验。1 9 3 2 2 红外光谱分析f i t - m ) 2 0 3 3 扫描电镜( s e m ) 分析。2 1 3 4 差示扫描量热( d s c ) 分析2 2 3 4 1 结晶行为2 4 3 4 2 熔融行为2 4 3 5 热失重分析( t ( 认) 。2 5 3 6 热变形温度2 7 3 7 力学性能2 8 3 7 1 拉伸性能2 8 3 7 2 冲击强度2 9 3 8 物理性能3 0 3 8 1 吸水性能3 0 3 8 2 流动性能。3 l 3 1 3 3 一3 3 3 3 3 3 3 4 3 4 4 4 差示扫描量热( d s c ) 分析3 6 4 4 1 结晶行为3 8 4 4 2 熔融行为3 8 4 5 热失重( t g a ) 分析一3 9 4 6 热变形温度4 l 4 7 力学性能。4 1 4 7 1 拉伸强度4 1 4 7 2 冲击强度4 2 4 8 物理性能一4 3 4 8 1 吸水性能4 3 4 8 2 流动性能4 4 4 9 本章小结4 5 第五章酸酐型和环氧型增容体系对比4 6 5 1 热变形温度。4 6 5 2 力学性能4 7 5 2 1 拉伸性能4 7 5 2 2 冲击性能4 8 5 3 物理性能4 8 5 3 1 吸水性能4 8 5 3 2 流动性能4 9 5 4 增容机理。5 0 v l l 目录 5 5 本章小结51 第六章结论与展望5 2 致谢5 4 参考文献5 5 攻读学位期间的研究成果：5 9 v i i i 为_ 十1 吼) _ h ，1 9 3 9 年由德国f a r b e n 公司研制成功，1 9 4 3 年实现工 业化生产，此后美国l i e dc h e m i c a l s 公司，瑞士e m s t e rw e r k 公司，日本东丽 公司等也相继投产刚。尼龙6 是一种重要的工程塑料，具有较高的拉伸强度高， 优越的耐磨、耐油、耐碱以及热稳定性，广泛运用于电子电器、汽车行业、石 油化工等行业。但是尼龙6 仍然存在一些不足，如在低温及干燥的环境中冲击 强度低、吸水率大以及尺寸稳定性差，导致未改性的尼龙6 应用范围受到了很 大的限制，所以对尼龙6 进行改性成为提高性能、扩大使用范围的重要途径【4 】。 1 2 聚合物共混改性 1 2 1 共混简介 共混改性是指将两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀的材料过程。 用共混方法获得具有良好性能的高分子材料最早可以追溯到1 8 4 6 年h a n c o c k 利 用发明的天然橡胶与古塔波胶共混，制得防水涂层。第一个工业化生产的热塑 性塑料共混改性材料是在1 9 4 2 年投产的聚氯乙烯( p v c ) 丁腈橡胶叫b r ) 。同 年美国d o w 化学公司推出了p s p b 互穿网络聚合物，首次提出“聚合物合金 的概念，并且开发了丁腈橡胶与苯乙烯丙烯腈共聚物的共混物，即a b s 树脂。 这种材料易加工成型、并具有良好的刚性和韧性，引起了业界的很大关注与兴 趣，从而开拓了高分子科学的新领域聚合物改性。 共混改性在性能功能化、降低成本、便于加工以及减少环境污染等方面起 重要作用，它己成为聚合物改性最为活跃的分支之一【5 】。目前聚合物共混物种类 很多：按所含组分数分为二元或多元共混物；按性能特性分类有耐低温、耐高 第一章绪论 温、耐摩擦等共混物；按基体树脂分为聚烯烃、聚酰胺、聚酯类等共混物。 1 2 2 共混改性的目的与效果 为了获得优良性能或新颖结构特征的共混物，常常需要将结构和性能相差 较大或者是分子结构相似但反应力学上不相容的聚合物进行共混【6 】。共混改性的 主要目的有i7 j ： ( 1 ) 提高聚合物的使用性能 无论是塑料、橡胶还是纤维，都有各自的优点和缺点，但无法全都满足现 代社会对材料性能的高要求。通过共混制备的高分子材料能够综合均衡聚合物 组分的性能，消除单一聚合物组分的缺点，获得综合性能更好的材料，这是聚 合物共混改性的主要目的。7 0 年代杜邦公司利用共混方法将含橡胶成分的聚合 物加入到尼龙中，显著改善了尼龙的抗冲击破坏能力，推出了商品化的超级增 韧尼龙z y t e l s t 。 聚合物共混还可以满足一些特殊的需要，如与含卤素的聚合物共混能够提 高材料的耐燃性；与润滑性好的硅树脂共混可以生产具有良好自润滑性的材料； 另外加入不同功能的助剂、交联剂共混还可以提高聚合物材料的使用寿命以及 耐应力开裂性能。 ( 2 ) 改善聚合物的加工工艺性能 聚合物共混可以改善聚合物加工性能。现代许多耐高温的聚合物材料因其 熔点高、熔体流动性差，并缺乏适宜的溶剂而难以加工成型。聚合物共混技术 在这方面显示了其独特的优势，如聚酰亚胺( p i ) 熔融性差、加工成型困难，但 是与流动性良好的聚苯硫醚( p p s ) 共混后，流动性得到改善，可以使用注射方 法成型。 聚合物与润滑剂、改性剂共混也可以使加工性能得到改善。加入适量的增 塑剂，可明显提高聚合物的流动性；加入补强剂可减少聚合物在加工过程中的 膨胀，提高制品尺寸稳定性。 ( 3 )降低成本 对某些性能优良但价格昂贵的工程塑料或橡胶，可通过与价格低廉的聚合 物进行共混获得综合性能良好的材料，降低原料成本。如聚碳酸酯( p c ) 、聚苯 醚( p p o ) 、聚酰胺等与聚乙烯( p e ) 或聚丙烯( p p ) 共混；氟橡胶与丙烯酸橡胶 共混。表1 1 列出了一些聚合物及其共混物的性能。 2 p o m d u r a l o y 4 02 8 34 8 7 51 3 6 p o m 弹性体 a c 呵r e x 2 2 0i 0 4372206 0 共混改性在满足使用性能基础上还可以起到提高质量的作用。因此，聚合 物共混改性已经成为高分子材料工程中最活跃的领域之一，它不仅是聚合物改 性的重要手段，而且是开发具有优良性能的新型材料重要途径。 1 2 3 聚合物共混改性的主要方法 共混改性的主要方法有化学共混和物理共混二大类。化学共混法是指在共 混过程中聚合物之间产生一定的化学键，并通过化学键将不同组分的聚合物连 接成一体；物理共混法是依靠聚合物分子链之间的物理作用实现共混。具体分 类如下图所示【9 】： r 干粉共混法 j r 机械共混法1 熔融共混法 r 物理共混法 溶液共混法共溶剂法 l l 共混改性方法 h ： h x h 2 8 絮 啦 絮 一 ： ： 一 挲夕， 参 飞 ( b ) 图1 3 尼龙6 的晶型( a ) q 型晶型( b ) y 型晶型 f i g 1 3c r y s t a lo fn y l o n 6 ( a ) qc r y s t a l ( b ) yc r y s t a l 尼龙6 由于优良的综合性能和加工性能而广泛运用于轴承、齿轮、滚轴、 耐油密封垫片、阀门座、活塞、电缆护套等。但是尼龙6 吸水率大，在低温和 干燥状态下易脆化、冲击强度低、耐热性差等缺点使它在工业上的运用大大受 到限制。目前对尼龙6 的改性主要集中在三方面：( 1 ) 增韧改性；( 2 ) 增强改 性；( 3 ) 阻燃改性。 1 4 2 尼龙6 增韧改性 针对尼龙6 的缺口冲击强度低，目前主要通过“壳核 共聚物、聚烯烃类 橡胶弹性体、无机粒子改性尼龙6 ，提高冲击强度。 ( 1 )“壳核 共聚物 近年来，应用“壳核 型共聚物改善各种聚合物冲击强度的研究已经引起 广泛关注【3 0 1 。美国r o h m h a s s 公司主要开发了两种系列“壳核 型产品：一 类为p m m a 组成壳、聚丙烯酸丁酯组成核的共聚物，另一类为p m m a 组成壳、 交联聚丁二烯组成核的m b s 类共聚物。但是“壳核 型共聚物壳的成分是 9 第一章绪论 p m m a ，与p a 6 的相容性差，需要添加增容剂改善两者相容性，才能提高冲击 强度。l u 等【3 1 1 采用“壳核 型共聚物m b s 与尼龙6 共混，以s m a 为增容剂， 制备的共混物比纯p a 6 的冲击强度近1 0 倍。汪晓东【3 2 】等采用以p m m a 为壳， 聚丙烯酸丁酯为核的聚合物对尼龙6 进行改性，大幅度提高了共混物的缺口冲 击强度。 ( 2 ) 聚烯烃类橡胶弹性体 聚烯烃橡胶弹性体与尼龙6 共混是改善尼龙6 冲击性能的另一种有效手段。 刘滢等【3 3 】对尼龙6 聚烯烃弹性体( p o e ) 共混，结构表明随着p o e 加入量的增 大，共混物的缺口冲击强度大幅度提高。唐雪刚等【3 4 】采用马来酸酐接枝热塑性 弹性体( t p e m a h ) 对p a 6 进行反应增容，研究发现t p e m a i l 有效地提高 p a 6 肿e 共混物的韧性。 ( 3 ) 无机粒子 无机粒子增韧尼龙6 必须具备以下条件：无机粒子与尼龙6 界面粘合性良 好；超细无机离子分散良好；粒子分散浓度和粒径恰当1 3 5 】。研究发现，无机粒 子增韧尼龙6 的效果不如弹性体好，但是无机粒子在改善尼龙6 韧性的同时， 它还可以改善尼龙6 的其它力学性能，如拉伸强度、弯曲强度。李馥梅等【3 6 】采 用高性能硅灰石玻璃纤维增强尼龙6 复合材料，研究表明硅灰石玻璃纤维具有 明显的增强作用，不仅可以提高冲击强度，还可以提高尼龙6 的拉伸强度、弯 曲强度、热变形温度等。 1 4 3 尼龙6 增强改性 目前尼龙6 增强改性的主要方法有：玻璃纤维增强、掺混增强、无机矿物 增强。 ( 1 ) 玻璃纤维增强 玻璃纤维具有较高的性价比，包括尺寸稳定性、耐腐蚀性、耐热性和易加 工等特点，是增强树脂的主要选择【3 7 1 。崔周平等【3 8 1 考察了玻纤增强尼龙，结果 表明玻纤加入4 0 时，尼龙复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高了3 2 2 和7 4 3 。 ( 2 ) 掺混增强 掺混增强可以克服玻纤的各项异性引起成型时的流动取向，减小制品收缩 率，同时降低成本。刘卫平等【3 9 1 采用硅石灰和玻璃纤维作掺混体系，获得高强 1 0 度、耐热性良好、成型收缩率小、加工性能好的掺混增强尼龙6 材料。 ( 3 ) 无机矿物增强 尼龙6 材料的矿物填充增强主要是在基体中添加滑石粉、活性粉煤灰、硅 石灰等无机材料【4 0 1 。严伟等【4 1 1 制备了不同有机蒙脱土( o m m t ) 含量的 o m m t a b s p a 6 ，结果表明：随着o m m t 含量的增加，o m m t a b s p a 6 复合 材料的强度、模量逐渐提高。 1 4 4 尼龙6 阻燃改性 尼龙6 是一种重要的工程塑料，已广泛运用于电子、汽车等行业，但尼龙6 的极限氧指数只有2 2 ，在受热燃烧时容易产生熔融现象，从而点燃其它可燃物， 导致火灾进一步蔓延。随着电器应用中安全性的提高，阻燃尼龙6 的开发越来 越活跃，相关应用报道 4 2 - 4 3 1 也在逐年上升。 1 5 丙烯腈一丁二烯苯乙烯( a b s ) 简介 a b s 树脂是本世纪四十年代发展起来的通用型热塑性工程塑料，是丙烯腈 ( a ) 、丁二烯( b ) 、苯乙烯( s ) 三元共聚物。a b s 的结构式为： + c h 厂p 啦- c h _ c h - c h 批鼢h 2 七 洲 0 a b s 树脂中的三种组分表现出很好的协同性，每一组分赋予a b s 不同的性 能：丙烯腈使a b s 良好的耐化学腐蚀性、高的表面硬度；丁二烯使a b s 具有高 的冲击强度；苯乙烯赋予a b s 具有良好的刚性和加工流动性。改变三种组分之 间比例及相互组合方式，可制得性能范围较广的不同规格、型号的a b s 树脂。 a b s 为浅黄色颗粒或珠状树脂，无毒无味、吸水率低，易于加工，加工尺 寸稳定性和表面光泽性良好，容易染色，还可以电镀，是一种用途极为广泛的 热塑性工程塑料。由于a b s 树脂含有侧苯基、不饱和的双键和氰基，它与许多 聚合物都有较好的相容性，这为a b s 树脂的共混改性创造了有利条件。目前文 献中常见的a b s 共混物有p v c a b s1 4 4 4 5 1 、p b t a b s 4 6 - 4 7 1 、p c a b s 【4 8 4 9 】、p a a b s 【5 们，与a b s 树脂共混可以提高聚合物的耐热性、耐化学药品性、力学性能以及 第一章绪论 抗静电性，还可以降低成本。 1 6p a 6 a b s 共混物改性的研究现状及运用 1 6 1p a 6 a b s 共混物改性的研究现状 p a 6 的末端含有氨基及羧基，具有反应活性，容易发生化学反应进行改性。 a b s 树脂保持了聚苯乙烯( p s ) 的光泽和加工流动性，丙烯腈的引入增强了刚 性，丁二烯又提高了韧性，因此p a 6 与a b s 共混可以制各出性能优异的高分子 材料。但p a 6 是一种结晶性、强极性的聚合物，而a b s 是一种非结晶性、弱极 性的聚合物，二者的溶解度参数相差较大，相容性极差，直接共混导致力学性 能差。为了获得满意的共混效果，必须加入增容剂改善两相的相容性。增容 p a 6 a b s 共混物的增容剂主要分为三种类型： ( 1 ) 酸酐型增容剂 通过酸酐与p a 6 的端氨基反应生成接枝物，改善p a 6 与a b s 的相容性。谢 静薇等【5 l 】、秦舒浩等【5 2 1 、李超等【5 3 】研究发现在p a 6 a b s 共混体系中加入苯乙烯 马来酸酐( s m a ) 共聚物，能够改善不相容的p a 6 a b s 共混体系，提高力学性 能。c a r r o t 等【5 4 】使用自制的a b s g m a h 增容p a 6 a b s 共混物，研究发现：随 着a b s 接枝率的上升，p a 6 a b s 合金的冲击强度提高。t f i a c c a 掣5 5 】发现加入 2 s m a 后，冲击强度比未加增容剂时共混物提高约3 7 。张凯舟等f 5 6 】也采用 s a m 加入p a 6 a b s 共混物中，断面呈现大量塑性变形的韧性断裂特征。c l a u d e 等f 5 7 】采用b a y e r m o n s a n t o 公司的苯乙烯丙烯腈马来酸酐共聚物增容p a 6 a b s 共混物，得到缺口冲击强度为8 2 0 j m 的超韧材料。蔡绪福【5 8 】等研究发现 p a 6 a b s s m a 的比例为9 0 ：1 0 ：6 或2 0 ：8 0 ：6 配备的共混体系达到最佳性能。 黄伯芬等【5 9 】采用马来酸酐接枝( 乙烯丙烯二烯) 共聚物( e p d m g m a h ) 增容 p a 6 a b s ，研究结果表明：当p a 6 a b s e p d m g m a h 质量比为9 0 1 0 1 0 时综合 性能最好，显著改善材料的冲击韧性、耐热性、降低吸水率。b o s s 等【6 0 采用s m a 多壁碳纳米管( m w n t ) 增容p a 6 a b s 共混物，研究表明m w n t 的加入量对 p a 6 a b s 共混物的结晶性有所影响。y uj 等【6 1 】用s m a 有机蒙脱土( o m m t ) 作为p a 6 a b s 共混物的增容剂，结果表明o m m t 的加入使p a 6 a b s 共混物的 机械性能得到提高。 ( 2 ) 环氧型增容剂 1 2 第一章绪论 通过增容剂中的环氧基与p a 6 的端基反应生成接枝物，改善p a 6 与a b s 两 相界面的相容性。g a o 等【6 2 】用( 苯乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯) 共聚物( s g ) 增容p a 6 a b s 共混体系，增容后的p a 6 a b s 共混物具有更高的粘度、更低的结 晶度。李军等f 6 3 】用苯乙烯丙烯腈共聚物( s a n ) 接枝g m a ，研究表明s a n g g m a 能够促进p a 6 a b s 两相界面结合，起到增容作用。g u r a l po z k o c 等晔】研究结果 表明甲基丙烯酸乙酯( e m a ) 接枝g m a 增容剂含量5 时，分散相的尺寸减小 并处于很好的相形态中，在d s c 分析中，随着e m a g m a 的加入使p a 6 的结 晶度逐渐降低。胡伟等1 6 5 j 以p s m a h g m a 作为p a l0 10 a b s 共混体系的增容剂， 研究表明该增容剂可提高共混体系的力学性能。 ( 3 ) 其他类型增容剂 m a j u m d a r 等m 】用酰亚胺化丙烯酸( 认) 增容p a 6 a b s 共混体系，通过在 p a 6 a b s ( 4 5 4 5