對低吸水率PA6的新研究

  尼龍(PA)因其優(yōu)異的綜合性能成為使用最廣泛的工程塑料之一，廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、通用機(jī)械、電子電氣、儀器儀表、家用電器及辦公儀器等領(lǐng)域。但PA產(chǎn)品在后期的使用過程中，因PA分子鏈中—NHCO—基團(tuán)具有較強(qiáng)的極性，容易與環(huán)境中的水分子形成氫鍵，導(dǎo)致吸水率增大，導(dǎo)致PA6產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電性能變差，從而影響產(chǎn)品的使用。

  目前國內(nèi)外學(xué)者針對PA產(chǎn)品的吸濕性對產(chǎn)品的性能影響等方面進(jìn)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(tǒng)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(diǎn)是添加量大且降低其性能等。重慶科聚孚工程塑料有限責(zé)任公司通過雙螺桿擠出機(jī)共混制備PA6材料，采用能與PA中酰胺基團(tuán)形成強(qiáng)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(fù)配使用對PA6材料的吸水率和力學(xué)性能的影響，制備出助劑添加量少、力學(xué)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(xué)性能的影響

  根據(jù)力學(xué)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(qiáng)度降低，提高了PA6材料的缺口沖擊強(qiáng)度；增韌劑的添加量越高，PA6材料的拉伸強(qiáng)度越低，缺口沖擊強(qiáng)度越高。

  低吸水助劑對PA6材料吸水率和力學(xué)性能的影響

  通過測試發(fā)現(xiàn)，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(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的低吸水助劑時(shí)，PA6材料的吸水率下降了11%左右，當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度降低；低吸水助劑的添加量越高，PA6材料的拉伸強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度越低；當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的低吸水助劑時(shí)PA6材料的拉伸強(qiáng)度下降了11.2%，缺口沖擊強(qiáng)度下降了35.4%。出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是，低吸水助劑具有大量的極性基團(tuán)，能與酰胺基團(tuán)形成強(qiáng)氫鍵，阻止酰胺基團(tuán)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(tuán)現(xiàn)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(xué)性能差，影響了PA6材料的力學(xué)性能，低吸水助劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過2%后，PA6材料的拉伸強(qiáng)度與缺口沖擊強(qiáng)度下降明顯。

  增韌劑與低吸水助劑復(fù)配改性的低吸水率PA6材料的吸水率及力學(xué)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(xué)性能下降較大。將增韌劑與低吸水率助劑復(fù)配使用，加入PA6中，測試PA6材料的吸水率和力學(xué)性能。表2為增韌劑與低吸水率助劑復(fù)配加入PA6材料的吸水率和力學(xué)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(shí)PA6材料的拉伸強(qiáng)度略微下降，缺口沖擊強(qiáng)度略微增大。

  增韌劑和低吸水助劑復(fù)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(bǔ)了低吸水助劑使用導(dǎo)致PA6材料韌性下降的缺點(diǎn)。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(xué)性能影響小等優(yōu)點(diǎn)。