对低吸水率PA6的新研究
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发表时间：2022-12-30 14:41:01
尼龙(PA)因其优异的综合性能成为使用最广泛的工程塑料之一，广泛应用于汽车、航天航空、通用机械、电子电气、仪器仪表、家用电器及办公仪器等领域。但PA产品在后期的使用过程中，因PA分子链中—NHCO—基团具有较强的极性，容易与环境中的水分子形成氢键，导致吸水率增大，导致PA6产品的尺寸稳定性、力学性能、电性能变差，从而影响产品的使用。
目前国内外学者针对PA产品的吸湿性对产品的性能影响等方面进行了大量的研究，而在如何降低PA材料的吸水率方面的研究较少，传统方法采用添加低吸水率树脂(聚烯烃类)、填料来降低PA6材料的吸水率，但是缺点是添加量大且降低其性能等。重庆科聚孚工程塑料有限责任公司通过双螺杆挤出机共混制备PA6材料，采用能与PA中酰胺基团形成强氢键的低吸水助剂，研究增韧剂聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、低吸水助剂及其复配使用对PA6材料的吸水率和力学性能的影响，制备出助剂添加量少、力学性能影响小的低吸水率PA6材料。
增韧剂对PA6材料吸水率和力学性能的影响
根据力学性能测试得出，增韧剂的添加，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%增韧剂的PA6材料的吸水率比未添加增韧剂的PA6材料的降低了8%左右，添加10%增韧剂的PA6材料的吸水率比未添加的降低了16%左右。
随着增韧剂的添加，PA6材料的拉伸强度降低，提高了PA6材料的缺口冲击强度；增韧剂的添加量越高，PA6材料的拉伸强度越低，缺口冲击强度越高。
低吸水助剂对PA6材料吸水率和力学性能的影响
通过测试发现，低吸水助剂的添加，极大地降低了PA6材料的吸水率，添加量越高，PA6材料的吸水率越低；当添加质量分数1%的低吸水助剂时，PA6材料的吸水率下降了11%左右，当添加质量分数3%的低吸水助剂，PA6材料的吸水率下降了22%左右。
低吸水助剂的添加，使PA6材料的拉伸强度和缺口冲击强度降低；低吸水助剂的添加量越高，PA6材料的拉伸强度和缺口冲击强度越低；当添加质量分数3%的低吸水助剂时PA6材料的拉伸强度下降了11.2%，缺口冲击强度下降了35.4%。出现以上现象的原因是，低吸水助剂具有大量的极性基团，能与酰胺基团形成强氢键，阻止酰胺基团与水形成氢键，从而降低了PA6材料的吸水率，添加量越多，与酰胺基团现成的氢键越多，PA6材料的吸水率越低。但是低吸水助剂分子量低，力学性能差，影响了PA6材料的力学性能，低吸水助剂质量分数超过2%后，PA6材料的拉伸强度与缺口冲击强度下降明显。
增韧剂与低吸水助剂复配改性的低吸水率PA6材料的吸水率及力学性能
增韧剂POE-g-MAH能降低PA6材料的吸水率，但是添加量大，使PA6材料的刚性降低。低吸水助剂能高效地降低PA6材料的吸水率，但是使PA6材料的力学性能下降较大。将增韧剂与低吸水率助剂复配使用，加入PA6中，测试PA6材料的吸水率和力学性能。表2为增韧剂与低吸水率助剂复配加入PA6材料的吸水率和力学性能。从表2可以看出，添加2%增韧剂和1%低吸水助剂的PA6材料的吸水率下降了21%左右，而添加2%增韧剂和2%低吸水助剂的PA6材料的吸水率下降了31%左右，同时PA6材料的拉伸强度略微下降，缺口冲击强度略微增大。
增韧剂和低吸水助剂复配使用明显降低PA6材料的吸水率，增韧剂的使用不仅降低了PA6材料的吸水率，而且弥补了低吸水助剂使用导致PA6材料韧性下降的缺点。采用此方法制备的PA6材料具有助剂添加量少、吸水率低以及对PA6材料力学性能影响小等优点。
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