低剪切应力场对polyamide 6EPDM-g-MA共混物相形态与力学性能影响.pdfVIP

低剪切应力场对polyamide 6/EPDM-g-MA共混物的相 形态与力学性能的影响1 王聪 苏娟霞 杜荣昵 傅强 四川大学高分子科学与工程学院,(610065) E-mail ：fdz990910@ 摘 要：为了进一步探明分散相的相形态对PA6/ EPDM-g-MA共混物的力学性能的影响，我们 采用了动态保压注塑成型技术来控制分散相相形态和橡胶粒子在基体中的取向排列。对纯尼 龙，动态样与静态样具有相同的冲击强度。在加入橡胶后，动态样与静态样的冲击强度变化 趋势基本一致，在橡胶含量为20%wt时体系完成脆韧转变冲击强度达到最大，在橡胶含量为 30%wt和40%wt时冲击强度又下降。但与静态样相比，当橡胶含量为10%wt时，动态样与静态 样的冲击强度一致，而当橡胶含量超过10%wt时，动态样的冲击强度较静态样高。结合平行 于熔体流动方向的SEM照片，在橡胶含量为10%wt时，动态样中的橡胶粒子与静态样一样并未 被拉长与取向，而在橡胶含量超过10%wt时，动态样剪切层中的橡胶粒子被拉长且沿熔体流 动方向取向。实验表明，在改善共混物界面相容性的基础上，适当的低剪切应力场能进一步 提高橡胶分散相对冲击强度的贡献。 关键词：尼龙6 动态保压 相形态 动态样 静态样 1. 引 言 尼龙6具有耐磨，自润滑，耐裂纹引发，易成型，耐热性优良等特点，但尼龙6在低温或 干燥情况下，不耐裂纹扩展，抗冲击性能差，尺寸稳定性差，这大大的限制了其工业应用领 域。因此，近年来，围绕使尼龙6具有高抗冲性的共混改性研究已成为广泛关注的课题。在 尼龙中加入亚微米尺寸的改性橡胶粒子可以有效地提高裂纹扩展的抗性，得到超韧尼龙[1-6]。 从这些报道中可以很明显的看出，橡胶相的相形态对力学性能有着至关重要的影响。 动态保压注塑成型技术是一种能很好地控制共混物相形态和力学性能的方法。其主要 特征是在注射样逐渐冷却的过程中，以相同频率同向往复运动的两个活塞推动样条中的熔体 往复运动，引入低剪切应力场，从而引起共混物分散相和基体的取向[7]。 本文研究的目的是探明动态保压对Polyamide 6/EPDM-g-MA共混物分散相相形态的影 响，以及得到的相形态对脆韧转变和增韧效果的影响。 1 本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金资助。 -1- 2. 实验部分 2.1 原材料 尼龙6，B3S，BASF公司 EPDM-g-MA, CG700, 晨光化工研究院 2.2 试样制备 将尼龙6和EPDM-g-MA以90/10，80/20，70/30，60/40的重量百分比混匀后在 双螺杆中挤出造粒 (TSSJ-25 双螺杆挤出机)，挤出机各段温度：180 /210/220/220/210/210℃，螺杆转速120rpm。 切粒后的共混物采用动态保压注射成型技术注射成型。动态保压装置如图一 所示，所制得的样条如图二所示。动态样条一般分三层以进行表征，即皮层，剪 切层，芯层。静态样条只分皮层和芯层进行表征。动态保压注射成型加工参数如 表一所示。 2.3 力学性能的测试 缺口冲击样条加工成深度为1mm、角度为45°的缺口冲击试条，冲击性能测 试在I200XJU-2.75冲击测试仪上按ISO179进行的，测试温度为室温。 2.4 扫描电镜观察 将试样放入液氮中浸泡，沿平行于和垂直于熔体流动方向 （低剪切应力场方 向）两个方向淬断后，放入沸腾的甲苯溶液中刻蚀一小时以刻掉橡胶相。对清洗 干净的断面喷金处理后，在Hitachi X-650扫描电镜上观察相形态。 3. 结果与讨论 3.1 共混物的力学性能 图三是PA6/EPDM-g-MA共混物缺口冲击强度与橡胶含量的关系曲线。对纯尼 龙，与静态样相比，动态样的冲击强度几乎不变。加入橡胶后，动态样与静态样 的冲击强度开始增加，在橡胶含量为20%wt 时完成脆韧转变达到最大，当橡