尼龙46/聚烯烃合金的研制和表征

本课题是荷兰DSM公司委托研究课题，目的是在保留或基本保留怪尼龙46（PA46）的基本力学性能的情况下，降低PA46的成本，改善其吸水率高、尺寸稳定性差、电性能不好等缺点。有反应挤出法制备了甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA）接枝的聚丙烯（PP-g-GMA）。化学滴定和红外光谱（FTIR）证明得到了PP-g-GMA产品。研究了引发剂、单体、反应温度、停留时间和助剂待因素对接枝率、接枝效率、熔体流动速率的影响。以苯乙烯作为助剂，接枝效率可以提高到80％。比较了PP-g-GMA与DSM公司提供的PP-g-GMA的力学性能。PP-g-GMA的抗张强度、杨氏模量、断裂伸长率和冲击强度都高于PP-g-MAH。研究并比较了PP-g-GMA和PP的热学性质。PP-g-GMA结晶度比PP增加，结晶温度提高，PP-g-GMA对Avrami方程有很大的偏差。制备了PA46／PP-g-GMA和PA46/PP共混物并对其力学性能、吸水率、形态结构、动态力学性质、热学性质等进行了研究。与PA46/PP相比，PA46/PP-g-GMA的抗张强度，杨氏模量，弯曲强度和弯曲模量都得到了提高。随着组成的变化，干态下PA46／PP-g-GMA的抗张强度分别比PA46／PP提高10％到35％，杨氏模量提高10％到30％，弯曲强度提高10％－200％，弯曲模量提高10％－50％。PA46／PP-g-GMA的吸水率大大低于PA46／PP，共混物组成为50／50时，PA46／PP的吸水率是PA46／PP-g-GMA的三倍多。扫描电镜（SEM）得到的PA46／PP及PA46／PP-g-GMA的拉伸和冲击断面形态显示，PP-g-GMA在PA46中的粒径尺寸大大变小，变均匀。动态热机械分析（DMA）、示差扫描量热仪（DSC），热失重分析（TGA）结果显示相同组分的PA／PP-g-GMA比PA46／PP的储能模量大，软化温度提高，组分为50／50时，PA46／PP-g-GMA比PA46／PP提高达120 ℃。在PA46／PP-g-GMA和PA46／PP共混体系中，由于两相之间的化学链接，使PP-g-GMA的熔融温度提高1－5 ℃，而PP的熔融温度降低1－7 ℃。相同组分的PA／PP-g-GMA和PA46／PP的热稳定性基本相同。