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尼龙合金的设计

2016-10-20 14:09:29

两组分粘度不同共混物的结构形态也有不同,如在制造阻隔性尼龙/PE合金时,就是依据这一原理,将高粘度的尼龙与低粘度的尼龙与低粘度的PE共混形成层状结构的共混体。这种具有层状结构的共混体具有良好的阻隔性能。在众多的聚合物中,对于某一方面的性能要求,具有多种选择,在工业上,并不是性能越高就好,塑料加工产品性能越高也意味着其价格的昂贵。一般只要满足用户需要,尽可能选择价格低、来源广的品种。
 
作为尼龙合金用相容剂,其结构特征是分子中需含有极性基团。极性基团的数量的多少,直接反映其相容化作用的大小。相容剂分子中极性基团的种类不同与尼龙大分子的极性基团反应的程度与速率也不相同。对于不同的尼龙,大分子链中所含的端基极性不同,也会影响相容剂与尼龙大分子之间的反应性,同时与尼龙共混的聚合物的结构与极性也会影响相容剂的反应性。
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在尼龙合金的制造中,相容剂结构对于改性组分与尼龙之间的相容性至关重要,也是获得具有实用价值、性能优良的合金的关键因素。因此相容剂的设计与制造是高分子合金制造的核心。用于尼龙合金的相容剂,其大分子链中必须含有能与尼龙大分子链中-NH2发生化学反应的基团。这种相容剂与掺混组分具有结构相似,相容性很好,大分子中的极性官能团与尼龙中的-NH2反应形成稳定的化学结合,显著的增强了尼龙与掺混组分之间的相容性。这类相容剂一般为聚合物与带有极性基团的低分子化合物进行接枝共聚所得到的具有反应性的接枝共聚物,此外,也有极性单体共聚形成的共聚物。
 
含官能团的相容剂大多数是以丙烯酸或甲基丙烯酸为共聚单体,与其他聚合物共聚形成的接枝共聚物。这类共聚物与PA共混时,官能团间发生酰胺化、酰亚胺化等反应,使共混合金的冲击强度、拉伸强度等显著提高,表现出明显的增容效果。GMA接枝的各种聚合物作为一类新型的增溶剂越来越多的被用于聚合物合金的反应性增容,这类环氧基接枝共聚物具有很高的反应活性。
 
根据反应性官能团的结构特征,反应性聚合物大致可分为马来酸酐型及其衍生物型、胺基型、杂环型以及离聚物型等六大类。由于马来酸酐具有很高的活性,能与很多聚合物发生接枝反应,因此工业上普遍采用酸酐型接枝共聚物作相容剂。PP为非极性高分子,与PA不具有热力学相容性,两者简单共混时,易产生分层现象,共混合金的冲击强度很低。
 
一般来说,首先是从各种聚合物性能分析入手,找出所需要的聚合物,作为选择对象。如需提高尼龙的耐热性,可以使用具有耐热性的PPTA单号PA46等作改性组分。选择改性组分时,应注意该聚合物与尼龙的相容性。相容性不好的聚合物共混无法得到有实用价值的共混合金。改性组分的粘度以及塑料加工流动性能不同将得到性能差异较大的共混合金。
 
尼龙合金的性能与组成,与共混体的形态结构有着密切的关系,因此,尼龙合金的设计包括共混改性组分的选呢、相容化设计、合金结构的设计与性能预测。根据性能要求,选择合适的组分是制造具有理想性能的合金的基本条件。预先评价改性组分的加入,能否改善尼龙的某一性能,以及改进的程度有多大。
 
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