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增韧尼龙制造过程的主要控制因素

共混物申长率随弹性体增加而增加,冲击强度与弹性体含量关系中,二元体系的冲击强度与弹性体含量成正比关系。对不不同体系,不同的弹性体,不同的PA基体,弹性体所产生的效果是不同的,所以其使用量也不一样。因此在确定弹性体用量时,应考虑用途的需要与要求。一般来说,弹性体不宜过高,否则解决了韧性又产生刚性的下降,以及表面性能,注塑加工性能,成型收缩,变形等诸多问题。
 
弹性体粒径的控制主要是由剪切强度与用量决定。一般来说,剪切强度大,粒径就小,但无论多大的剪切强度也不会破碎到分子状态。弹性体的加入量超过某一体积分数后,粒径随用量增加而增加。对于多数共混体,当两组分用量比达50/50时,共混物出现两相连续结构,分散相粒子随加入量的增加趋于分散相不断破碎成较小粒子的同时,又发生颗粒间的聚结。
 
增韧尼龙制造过程中,增韧剂种类、混合程度、弹性体在PA中的分散与相容化程度以及共混工艺条件对增韧效果产生很大的影响。增韧效果的影响主要是由增韧剂本身的性能决定。增韧剂本身的结构与性能是增韧作用的关键因素。增韧剂的结构不同,其弹性特别是低温下的弹性差异很大。
 
EPDM、POM表现出很好的增韧作用,同时接枝PE增韧PA66的低温韧性较好。弹性体选择的原则:与尼龙有较好的相容性,熔融流动速率与尼龙接近,在熔融共混温度下,不发生分解,根据用途要求,采用多组或单组分弹性体。弹性体用量对PA力学性能影响很大,弹性体用在10%以下时,其增韧效果不是十分明显。超过10%时,弹性体用量增加,增韧共混体冲击强度大幅上升,但其拉伸、弯曲强度下降明显。
 
弹性体分成两大类型:一类是易交联弹性体,另一类是难交联弹性体。使用前者是接枝率控制在0.3%-0.6%以内,后者的接枝率可控制在0.5%-1.5%内。不同粒径与分布产生不同的增韧效果,不同基料对弹性体粒径及分布的要求也不相同,对于PA,弹性体粒径控制在0.2-0.5范围较为合适。
 
当增韧剂粘度增大时,其熔融流动性变差,在注塑加工尼龙基体中的分散性也就变差。SBS接枝MAH后,增韧效果比SBS高的多,需要指出的是不同体系的规律是不一样的。从理论上说,弹性体接枝率越高越有利于提高与PA反应的能力,有利于提高增韧效果。但由于接枝反应过程伴随着大分子的交联反应,这种交联在一定程度内,具有保持共混体刚性等作用,但若交联过大则失去增韧作用。
 
弹性体或非弹性体接枝共聚物与尼龙共混时,能与尼龙发生化学反应,有效的提高共混体的冲击强度,说明增韧剂接枝后与尼龙的相容性得到改善。接枝共聚物的接枝率对增韧作用产生较大影响。接枝率太小,增韧效果差,接枝率太大,其增韧效果也不理想。接枝率太小时,增韧剂分子中与尼龙反应的基团少,体系是完全的相分离状态。接枝率太大时,导致大分子交联,特别是弹性体接枝反应过程,在一定条件下,交联反应速度大于接枝反应,交联反应的结果是体系粘度增大。
 
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