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聚酰胺6是聚酰胺树脂的一个重要品种,其中高流动性PA6以流动速率快能满足复杂形状制件注塑成型时对树脂流动性的要求,并缩短注塑周期,降低能耗等。在汽车、家电、机械等领域用途广泛。但高流动性PA6树脂目前还主要依靠进口。
本论文采用添加改性剂和共聚改性相结合的手段探索制备高流动性PA6树脂的工艺和技术,研究了由不同配方所得PA6树脂结构和性能的关系并与国外同类产品1013B进行对比。
采用水解开环聚合,首选利用小型试管聚合装置进行了多组添加不同改性剂或单体的聚合试验,分析了所得聚合物的分子量和熔融指数,初步筛选了三种添加剂,十二内酰胺、尼龙1212盐、和滑石粉作为进一步放大聚合的改性添加剂。
在配方试验的基础上,进一步通过3L和10L聚合釜试制了两个系列共11种改性PA6树脂,熔融指数和GPC的测试结果与试管内聚合所得样品有较大偏差,聚合物分子量、添加剂种类共同影响PA6树脂的流动性。滑石粉对改善PA6流动性的效果比较明显,硬脂酸钙,白碳黑效果不明显。十二内酰胺在改善流动性的同时,可望提高材料的韧性。
毛细管流变仪对熔体流动性的研究表明,熔体的表观粘度依赖于分子量,也依赖于所加入的无机添加剂,CA-4的熔体流动性与1013B最为接近,F-3、F-4的熔体粘度比1013B低,可期望获得较高熔体流动性能。
将改性PA6树脂制成标准样条,进行了拉伸和冲击性能测试,结果表明,十二内酰胺和尼龙1212盐对拉伸性能和冲击性能的提高有较大的帮助,所获样品的冲击强度均大于1013B,除CA-1、CA-4外其它试样的拉伸强度也大于1013B,综合熔体流动性能和力学性能,F-3试样与1013B最为接近。对试样拉伸断口SEM观察表明,断口形貌丰富、复杂。添加滑石粉的试样可见大尺寸的类似球晶结构形状,不利于韧性的提高;添加十二内酰胺、尼龙1212盐的试样断口有微纤形成,意味着其有优良的韧性与测试结果一致。
改性PA6树脂与纯PA6以及1013B一样,具有优良的热稳定性。
各试样的相对结晶程度与结晶温度的关系曲线形状非常相似,F-3、F-4与1013B以及PA6的结晶速率常数Zc也相差不多,结晶热焓△Hc也类似,n也在3-4之间,说明改性F-3、F-4的结晶特性未有受到明显影响,保持在与PA6、1013B一致的水平