超韌尼龍的共混改性技術、性能比較及應用

王雪薇等

摘 要：超韌尼龍改善了普通尼龍低溫和干態沖擊性能差、吸水率大等缺點，因此了解尼龍的超韌改性研究以及現階段的發展狀況具有重要的理論和實際意義。該文針對超韌尼龍的幾種共混改性技術及其性能、應用進行介紹。

關鍵詞：超韌尼龍 共混改性

中圖分類號：TQ342.11 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0030-01

隨著高分子材料的迅猛前進，對于已經發展純熟的材料來講，今后一個重要的方向就是通過對現有聚合物進行物理或化學改性，使其進一步高性能化、結構化和功能化，來完成新的使命。熱塑性工程塑料中應用最廣泛的尼龍，同時也是最早應用的。多年技術的發展后，尼龍為五大工程塑料中用途最廣、產量最大、用量最多的品種，產量接近600萬噸。可是許多缺點仍存在于尼龍中，為了工業的發展，現如今最主要的研究和發展趨勢之一，即令其向低吸水、高沖擊和易加工等方向發展。

1 超韌尼龍的共混改性

早在50年前，美國聯合化學公司把25%重量份乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）分散在己內酰胺中，于225℃聚合后得接枝聚合物，得到的接枝聚合物缺口沖擊強度超過尼龍6與EEA共混物的20倍。顯然，沖擊強度大幅度提高，與接枝物的生成有關[1]。

通過國外大量資料所披露的情況看，Zytel ST以及不同牌號的超韌尼龍的制備方法大多是以尼龍6或66與吸收沖擊能的彈性體，以共混接枝法組成多相合金，或是滲混含有起偶聯作用的第三組分組成尼龍摻合物。與接枝共聚方法相比，在造價或品種多樣化方面都有利。

尼龍材料選用最多的增容劑是經馬來酸酐接枝的聚合物，有EPR、EPDM、PP、ABS、SEBS等。根據不同合金體系第三組分增容劑有所不同，如PA6/聚烯烴、彈性體體系目前主要采用聚丙烯與馬來酸酐（MAH）的接枝共聚物（PP-g-MAH）實現增容。目前，EPDM/IIR-MAH接枝聚合物和EVA/IIR-MAH接枝聚合物或離子鍵聚合物/IIR（EPR）的熱熔彈性體等被認為是超韌尼龍合金對象的優秀侯選者。

除上述合金體系外，還有甲基丙烯酸縮水甘油酯直接加入尼龍和EVA，或乙烯-α烯烴共聚彈性體接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯后與尼龍共混，后在有機過氧化物存在條件下于擠出機內直接接枝聚合；羅姆哈斯公司采用不飽和羧酸丙烯酸系彈性體，與少量高分子量的尼龍共混，制得抗沖擊強度大的濃縮物，再將它與低分子量的尼龍共混[2]，丙烯酸（酯）系彈性體的羧基部分地與金屬離子（Zn、Al、Na）鍵合的離子聚合物與尼龍共混。

2 超韌尼龍的性能

超韌尼龍在-40℃低溫下為普通尼龍室溫沖擊值的3～6倍，其沖擊強度為原來普通尼龍的15～20倍，聚碳酸酯的缺口（1/4''厚）沖擊值也不如它[3]。

根據杜邦公司的專利[4]，尼龍66與15%重量份的富馬酸（FA）-EPDM接枝聚合物（含1.4%FA）的合金，其缺口Izod沖擊強度為88～96 kg·cm/cm，比原尼龍66（5.4 kg. cm/cm）提高15倍以上。改善尼龍6與聚烯烴彈性體的界面粘結性可以通過EPR、EPDM等接枝MAH，得到的合金沖擊強度大概在1000 J/m左右[5]。

將尼龍6與EPDM、SMA（MA含量14%）共混，是荷蘭Stamicarbon公司所研究的。測試表明尼龍6/EPDM/SMA（68：22：10）合金熱變形溫度有所提高，且其沖擊強度比原尼龍6提高了14倍 [6]。

日本東麗工業公司的研究表明，將20份馬來酸酐改性橡膠（EPR）：r-縮水甘油丙氧基三甲基硅烷處理的填料（LMS300）=3∶7的混合物和80份尼龍6共混制得的尼龍合金具有均衡的耐熱、耐沖擊性以及剛性 [7]。

大日本油墨化學公司研制生產的PIC-PPS-PN系列產品，具有140℃～170℃的長期耐熱性、剛性較好、成本較低[8]。

我國某研究所研制了超韌尼龍66（SL-008）是以尼龍66為基體，利用多組分彈性體增韌劑的協同作用，進行共混接枝改性，從而獲得極佳的增韌效果，之后加入玻纖增強提高其綜合力學性能。所制得的SL-008的彎曲強度大于或等于220 MPa，缺口沖擊強度大于或等于19 kJ/m2，綜合力學性能已趕超美國杜邦公司的ST-801、SL-012，居同類產品中的領先水平[9]。

3 應用

共混改性的超韌尼龍的優越性主要體現在機械的小型化、低噪聲、抗腐蝕、壽命長這四個方面，且具有高強度、耐沖擊、耐磨損等優點。作為機械部件，可以制作各種齒輪，凸輪、滑輪、鏈輪以及拖拉機的汽缸蓋作為汽車和自行車部件，可以制作油盤、連接器，引擎罩和自行車車輪，作為體育用品，可以制作羽毛球拍、網球拍和冬季滑雪體育用品，還可以制作安全燈罩、船燈管塞、冷凍庫零件等。例如，車的擋泥板，在1999年本田公司銷售的采用尼龍6/ABS合金。

參考文獻

[1] 日特公，昭44-29262.

[2] 日特公，昭54-101853.

[3] Mod.Plastics，1978（11）：26.

[4] 日特公，昭55-44108.

[5] 汪曉東，金日光.尼龍6超韌化[J].合成樹脂及塑料，1996，13（4）：49-52.

[6] DEBETS，et al.EP 0348.00，1989.

[7] YAMANAKA，TOORA，et al.JP 08 53，624.1996.

[8] 于中振，歐玉春.超韌尼龍6體系的流變與力學行為[J].高分子材料與工程，2000，16（6）：102-104.

[9] 杜強國.增韌尼龍6的力學性質和形態[J].高分子材料與工程，1991，7（1）：53-56.