超韧尼龙的共混改性技术、性能比较及应用

摘 要：超韧尼龙改善了普通尼龙低温和干态冲击性能差、吸水率大等缺点，因此了解尼龙的超韧改性研究以及现阶段的发展状况具有重要的理论和实际意义。该文针对超韧尼龙的几种共混改性技术及其性能、应用进行介绍。

关键词：超韧尼龙 共混改性

中图分类号：TQ342.11 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0030-01

随着高分子材料的迅猛前进，对于已经发展纯熟的材料来讲，今后一个重要的方向就是通过对现有聚合物进行物理或化学改性，使其进一步高性能化、结构化和功能化，来完成新的使命。热塑性工程塑料中应用最广泛的尼龙，同时也是最早应用的。多年技术的发展后，尼龙为五大工程塑料中用途最广、产量最大、用量最多的品种，产量接近600万吨。可是许多缺点仍存在于尼龙中，为了工业的发展，现如今最主要的研究和发展趋势之一，即令其向低吸水、高冲击和易加工等方向发展。

1 超韧尼龙的共混改性

早在50年前，美国联合化学公司把25%重量份乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）分散在己内酰胺中，于225℃聚合后得接枝聚合物，得到的接枝聚合物缺口冲击强度超过尼龙6与EEA共混物的20倍。显然，冲击强度大幅度提高，与接枝物的生成有关[1]。

通过国外大量资料所披露的情况看，Zytel ST以及不同牌号的超韧尼龙的制备方法大多是以尼龙6或66与吸收冲击能的弹性体，以共混接枝法组成多相合金，或是渗混含有起偶联作用的第三组分组成尼龙掺合物。与接枝共聚方法相比，在造价或品种多样化方面都有利。

尼龙材料选用最多的增容剂是经马来酸酐接枝的聚合物，有EPR、EPDM、PP、ABS、SEBS等。根据不同合金体系第三组分增容剂有所不同，如PA6/聚烯烃、弹性体体系目前主要采用聚丙烯与马来酸酐（MAH）的接枝共聚物（PP-g-MAH）实现增容。目前，EPDM/IIR-MAH接枝聚合物和EVA/IIR-MAH接枝聚合物或离子键聚合物/IIR（EPR）的热熔弹性体等被认为是超韧尼龙合金对象的优秀侯选者。

除上述合金体系外，还有甲基丙烯酸缩水甘油酯直接加入尼龙和EVA，或乙烯-α烯烃共聚弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯后与尼龙共混，后在有机过氧化物存在条件下于挤出机内直接接枝聚合；罗姆哈斯公司采用不饱和羧酸丙烯酸系弹性体，与少量高分子量的尼龙共混，制得抗冲击强度大的浓缩物，再将它与低分子量的尼龙共混[2]，丙烯酸（酯）系弹性体的羧基部分地与金属离子（Zn、Al、Na）键合的离子聚合物与尼龙共混。

2 超韧尼龙的性能

超韧尼龙在-40℃低温下为普通尼龙室温冲击值的3～6倍，其冲击强度为原来普通尼龙的15～20倍，聚碳酸酯的缺口（1/4''厚）冲击值也不如它[3]。

根据杜邦公司的专利[4]，尼龙66与15%重量份的富马酸（FA）-EPDM接枝聚合物（含1.4%FA）的合金，其缺口Izod冲击强度为88～96 kg・cm/cm，比原尼龙66（5.4 kg. cm/cm）提高15倍以上。改善尼龙6与聚烯烃弹性体的界面粘结性可以通过EPR、EPDM等接枝MAH，得到的合金冲击强度大概在1000 J/m左右[5]。

将尼龙6与EPDM、SMA（MA含量14%）共混，是荷兰Stamicarbon公司所研究的。测试表明尼龙6/EPDM/SMA（68：22：10）合金热变形温度有所提高，且其冲击强度比原尼龙6提高了14倍 [6]。

日本东丽工业公司的研究表明，将20份马来酸酐改性橡胶（EPR）：r-缩水甘油丙氧基三甲基硅烷处理的填料（LMS300）=3∶7的混合物和80份尼龙6共混制得的尼龙合金具有均衡的耐热、耐冲击性以及刚性 [7]。

大日本油墨化学公司研制生产的PIC-PPS-PN系列产品，具有140℃～170℃的长期耐热性、刚性较好、成本较低[8]。

我国某研究所研制了超韧尼龙66（SL-008）是以尼龙66为基体，利用多组分弹性体增韧剂的协同作用，进行共混接枝改性，从而获得极佳的增韧效果，之后加入玻纤增强提高其综合力学性能。所制得的SL-008的弯曲强度大于或等于220 MPa，缺口冲击强度大于或等于19 kJ/m2，综合力学性能已赶超美国杜邦公司的ST-801、SL-012，居同类产品中的领先水平[9]。

3 应用

共混改性的超韧尼龙的优越性主要体现在机械的小型化、低噪声、抗腐蚀、寿命长这四个方面，且具有高强度、耐冲击、耐磨损等优点。作为机械部件，可以制作各种齿轮，凸轮、滑轮、链轮以及拖拉机的汽缸盖作为汽车和自行车部件，可以制作油盘、连接器，引擎罩和自行车车轮，作为体育用品，可以制作羽毛球拍、网球拍和冬季滑雪体育用品，还可以制作安全灯罩、船灯管塞、冷冻库零件等。例如，车的挡泥板，在1999年本田公司销售的采用尼龙6/ABS合金。

参考文献

[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] 汪晓东，金日光.尼龙6超韧化[J].合成树脂及塑料，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，欧玉春.超韧尼龙6体系的流变与力学行为[J].高分子材料与工程，2000，16（6）：102-104.

[9] 杜强国.增韧尼龙6的力学性质和形态[J].高分子材料与工程，1991，7（1）：53-56.